Περιβάλλον

Το DNA που ευθύνεται για την ανθεκτικότητα των μικροοργανισμών στις φαρμακευτικές ουσίες ρυπαίνει όλο και περισσότερο τα νερά, από τους ποταμούς μέχρι τις οικιακές βρύσες. Οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι αυτός ο τύπος ρύπανσης, αν δεν εκκαθαριστεί, θα μπορούσε να επιδεινώσει το ήδη διογκούμενο πρόβλημα της φαρμακευτικής αντοχής μεταξύ των δυνητικά επιβλαβών μικροβίων. Τα γονίδια του DNA, λοιπόν, εντάσσονται πλέον στον μακρύ κατάλογο των ρύπων που απαντούν στα νερά, και θέτουν προκλήσεις αναφορικά με την επινόηση αποτελεσματικών μέσων για την επεξεργασία των υδάτων.

Πρόσφατα, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) ανέφερε ότι τα μικρόβια με ανθεκτικότητα στα φάρμακα προσβάλλουν ετησίως στις ΗΠΑ περισσότερα από 2 εκατομμύρια ανθρώπους, ενώ συνεπεία αυτών των μολύνσεων καταγράφονται 14.000 θάνατοι. Η αυξημένη ανθεκτικότητα των μικροβίων στα φάρμακα συσχετίζεται με την ευρεία χρήση φαρμακευτικών ουσιών από τους ανθρώπους αλλά και τα ζώα. Έχει βρεθεί ότι μέχρι και το 95% των αντιβιοτικών εκκρίνονται αμετάβλητα στο περιβάλλον, και εκεί ίσως συμβάλλουν στην ανάπτυξη της μικροβιακής αντοχής σε αυτά.

Αντί να εστιάσει τις έρευνές της στην παρουσία των αντιβιοτικών στο περιβάλλον, η μηχανικός περιβάλλοντος Amy Pruden, του Πολιτειακού Πανεπιστημίου τού Κολοράντο, διερεύνησε την παρουσία γονιδίων τα οποία προσδίδουν στους μικροοργανισμούς κατά πρώτο λόγο ανθεκτικότητα στα φάρμακα. Επειδή τα μικρόβια συνηθίζουν να ανταλλάσσουν μεταξύ τους τμήματα του DNA, υπάρχει κάποια δικαιολογημένη ανησυχία μήπως τα γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά παραμένουν και εξαπλώνονται αρκετά μετά τη διασπορά των φαρμάκων τα οποία ήταν ο στόχος.

Η Pruden με τους συνεργάτες της αναζήτησαν γονιδιακή περιοχή τού DNA η οποία καθιστά τους μικροοργανισμούς ανθεκτικούς στην τετρακυκλίνη και το σουλφοναμίδιο, δύο αντιβιοτικά σχετιζόμενα με αστικές και αγροτικές δραστηριότητες στα νερά του βόρειου Κολοράντο. Εκχύλισαν και ανέλυσαν DNA από βακτήρια που συνέλεξαν από δείγματα ποικίλης προέλευσης, όπως από σχετικά καθαρά ποτάμια ιζήματα και καθαρό πόσιμο νερό μονάδων επεξεργασίας ύδατος, μέχρι και από νερά απορροής προερχόμενα από μονάδες ανακύκλωσης υγρών αποβλήτων, καθώς και από δείγματα αρδευτικών τάφρων και μικρών λιμνών σε γαλακτοκομικές μονάδες, όπου οι μικροοργανισμοί αποικοδομούν βόεια περιττώματα.

Τα επίπεδα των γονιδίων ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά βρέθηκαν εκατοντάδες έως και χιλιάδες φορές υψηλότερα στα νερά που επηρεάζονταν άμεσα από αστικές και αγροτικές δραστηριότητες συγκριτικά με τα νερά των σχετικά καθαρών υδάτινων φορέων. Πάντως, τα εν λόγω γονίδια εντοπίστηκαν οπουδήποτε οι ερευνητές πραγματοποίησαν αναλύσεις, συμπεριλαμβανομένου και του πόσιμου νερού. «Πρέπει να τονίσουμε ότι, μολονότι η μελέτη διεξήχθη στο Κολοράντο, αυτό δεν σημαίνει ότι τα γονίδια ανθεκτικότητας περιορίζονται μόνο στη συγκεκριμένη περιοχή», λέει η Pruden μετά την πρόσφατη δημοσίευση των ευρημάτων της στο Environmental Science & Technology.

Τα γονίδια αυτά αντιπροσωπεύουν τα πιο πρόσφατα μέλη ενός απειλητικού συνόλου ρύπων οι οποίοι ακόμη δεν καταγράφονται σε τακτική βάση στο υδάτινο περιβάλλον· στην εν λόγω ομάδα ρύπων συμπεριλαμβάνονται αντιβιοτικά και άλλες φαρμακευτικές ουσίες, ορμόνες, παραπροϊόντα απορρυπαντικών, αρωματικές ουσίες, καλλυντικά και άλλα προϊόντα προσωπικής φροντίδας. «Σίγουρα οι εν λόγω ουσίες υφίστανται στο περιβάλλον εδώ και χρόνια, ωστόσο σήμερα διαθέτουμε τα αναλυτικά εργαλεία ώστε να τα ανιχνεύουμε εύκολα», εξηγεί ο Dana Kolpin, ειδικός στην έρευνα των υδάτων και συντονιστής του προγράμματος για τους νέους ρυπογόνους παράγοντες στην Αμερικανική Υπηρεσία Γεωλογικής Διασκόπησης.

Επιπλέον, είναι σημαντικό ότι τούτοι οι νέοι ρύποι ίσως διατηρούνται αναλλοίωτοι. Επιστήμονες του Ευρωπαϊκού Πανεπιστημίου Εφαρμοσμένων Επιστημών Fresenius στο Ιντστάιν της Γερμανίας βρήκαν σημαντικές συγκεντρώσεις βαρβιτουρικών φαρμάκων σε έναν παραπόταμο του Έλβα κοντά σε χώρο υγειονομικής ταφής, μολονότι τα τελευταία έχουν αντικατασταθεί από το Valium και άλλα σύγχρονα ηρεμιστικά την τελευταία τριακονταετία.

Συμβατικά, στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας υδάτων απομακρύνονται ρύποι και μικροοργανισμοί όπως βακτήρια και τοξικά μέταλλα, καθώς και θρεπτικά συστατικά όπως νιτρικά και φωσφορικά άλατα ―εξαιτίας των οποίων οι ανθήσεις των φυκών προκαλούν θανατηφόρες συνθήκες για τους υπόλοιπους υδρόβιους οργανισμούς. Παρά ταύτα, αναδυόμενοι ρυπογόνοι παράγοντες όπως το DNA διαφεύγουν, «διότι οι μονάδες επεξεργασίας υδάτων είναι έτσι σχεδιασμένες ώστε να επιτυγχάνουν μόνο αδρανοποίηση των βακτηρίων χωρίς να καταστρέφεται το γενετικό τους υλικό», εξηγεί η Pruden.

Ο σχεδιασμός συστημάτων επεξεργασίας κατά των αναδυόμενων ρυπογόνων παραγόντων κρύβει παγίδες: «Πρέπει να διασφαλίζεται ότι με την απομάκρυνση μιας χημικής ένωσης μέσω χλωρίωσης ή οζονισμού δεν δημιουργούνται δευτερογενή προιόντα που θα είχαν τις δικές τους επιπτώσεις. Δεν επιδιώκεις να απαλλαγείς από ένα πρόβλημα προκαλώντας κάποιο άλλο», λέει ο Kolpin.

Εντούτοις, οι ερευνητές αναζητούν ορθές λύσεις. Για παράδειγμα, σε συστήματα ενεργού ιλύος (λυματολάσπης) με υψηλές συγκεντρώσεις βακτηρίων μπορούν να απομακρύνονται από υγρά ρεύματα το 60 με 70% από 100 τουλάχιστον ρυπογόνους παράγοντες, σημειώνει η Beverley Stinson, ειδική στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων στο Λόρελ του Μέριλαντ, όπου βρίσκονται οι υπηρεσίες της εταιρείας περιβαλλοντικής μηχανικής Metcalf & Eddy. «Πολλές δημοτικές αρχές αυτό τον καιρό προχωρούν σε βελτιώσεις με τέτοια πολύ δαπανηρά συστήματα, με σκοπό την απομάκρυνση κυρίως των θρεπτικών συστατικών από τα υγρά απόβλητα και όχι τόσο την εξουδετέρωση των εν λόγω ρυπογόνων παραγόντων. Πάντως, από τέτοια συστήματα το κέρδος θα είναι διπλό», δηλώνει η ίδια.

Εν τω μεταξύ, η Pruden με τους συνεργάτες της πειραματίζονται με συστήματα επεξεργασίας νερού σχεδιασμένα να αποδομούν γονίδια με την εφαρμογή υπεριώδους ακτινοβολίας, και ίσως σε συνδυασμό με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2). Εντός του έτους προγραμματίζουν να δοκιμάσουν κάποια πιλοτικά συστήματα. «Είναι δε βέβαιο ότι με τη μέθοδο αυτή θα καταστρέφονται και αλληλουχίες DNA», λέει η Stinson.

Επιστημονικά Νέα - Φεβρουάριος, 2007