La désinfection conventionnelle des eaux usées à l’aide de chlore pourrait faciliter la propagation de la résistance aux antimicrobiens chez les bactéries. Le traitement de certains types d’eaux usées avec de la lumière ultraviolette (UV) pourrait plutôt faire partie de la solution, selon une étude du Centre de dessalement et de réutilisation de l’eau de KAUST, publiée dans la revue Environmental Science & Technology.
Les bactéries développent rapidement des mécanismes pour échapper aux effets des antimicrobiens, et cette résistance menace de plus en plus la santé publique. Les composés pharmaceutiques et les bactéries résistantes qui atteignent les eaux usées municipales et agricoles sont en partie à blâmer. Fait intéressant, la résistance aux antimicrobiens est encore plus élevée chez les bactéries en aval des usines de traitement que dans les eaux usées brutes entrant dans les usines.
Pendant la désinfection des eaux usées, le matériel génétique se détache des bactéries dans l’eau environnante. Cet ADN extracellulaire peut contenir des gènes de résistance aux antimicrobiens. « La grande question est la suivante : ces gènes de résistance extracellulaire préoccupent-ils la santé publique? », explique David Mantilla-Calderon, boursier postdoctoral au KAUST. « Nous n’avons pas encore de réponse à cette question, mais la première condition préalable que ces gènes doivent remplir pour être préoccupants est qu’ils doivent être hébergés dans une cellule bactérienne viable. Cela n’est possible que par un processus appelé transformation naturelle, qui permet l’absorption et l’intégration de l’ADN extracellulaire dans le chromosome bactérien.
Mantilla-Calderon et ses collègues de KAUST ont constaté que la transformation naturelle était stimulée dans une bactérie couramment présente dans l’eau et le sol, appelée Acinetobacter baylyi, lorsqu’elle était en présence du sous-produit chloré, l’acide bromoacétique. Le sous-produit de désinfection a causé des dommages à l’ADN dans la bactérie, induisant une voie de réparation de l’ADN qui est connu pour augmenter également l’intégration de l’ADN étranger dans le génome des bactéries.
Nicolas Augsburger, doctorant, a ensuite étudié les effets de la lumière du soleil et des UV sur la transformation naturelle. « Nous voulions voir s’il y avait un moyen plus sûr de désinfecter les eaux usées traitées sans provoquer une augmentation de la transformation naturelle des bactéries environnementales », explique-t-il.
Fait intéressant, Augsburger et ses collègues ont constaté que, semblable à l’acide bromoacétique, la lumière du soleil a également augmenté la transformation naturelle dans acinetobacter baylyi en déclenchant une voie de réparation de l’ADN.
Étonnamment, même si la lumière UV a également augmenté l’absorption de l’ADN extracellulaire dans le génome des bactéries, les gènes avaient été endommagés dans la mesure où ils n’étaient plus fonctionnels, contrairement à l’effet de la lumière du soleil et de l’acide bromoacétique.
« La lumière du soleil a multiplié par deux l’intégration de l’ADN à l’étranger », explique M. Augsburger. « La grâce salvatrice était que même si la lumière UV augmente également l’intégration étrangère de l’ADN, tout comme les sous-produits de désinfection et la lumière du soleil, elle endommage simultanément l’ADN extracellulaire dans les eaux usées au point que même si elle est prise par des bactéries, elle ne sera pas en mesure d’exprimer ces gènes. »
« Nos études s’interrogent sur notre dépendance actuelle à l’égard de l’utilisation du chlore comme dernière étape de désinfection dans la plupart des usines de traitement des eaux usées », explique le microbiologiste Peiying Hong, qui a supervisé les études. « Une stratégie de désinfection utilisant la lumière UV pourrait être envisagée pour désinfecter l’eau à faible turbidité. Cela pourrait aider à minimiser la contribution des eaux usées à la résistance aux antimicrobiens.
Le laboratoire de Hong étudie maintenant comment divers facteurs de stress pourraient interagir pour affecter les taux d’absorption et d’intégration de l’ADN extracellulaire dans les bactéries.
