Elektronový mikrograf shluku bakterií Escherichia coli. | Fotografický kredit: Veřejná doména
Nanoplastika jsou špatná zpráva, i když každá z nich je jen tak malá jako částice kouře. Výzkum ukázal, že mikro- a nano-plastika jsou přítomny v horní části nejvyšších hor, na dně nejhlubších zákopů, a dokonce i v našich krevních řečich, tkáních a také u novorozenců. Jejich nahromadění má mnoho toxické účinkyvčetně poškození buněk a genetického materiálu uvnitř.
Nyní nová studie od vědců na University of Illinois, Urbana-Champaign, odhalila, že nanoplastiky nejsou jen samy o sobě riskantní: také zvyšují riziko z patogenů. Vědci zjistili, že nanoplastiky s pozitivně nabitými povrchy mohou udělat Vykazovali chillpotravinářský patogen, virulentnější.
Nálezy byly Publikováno v Journal of Nanobiotechnology.
Jak fungují bakterie E.coli
E. coli Bakterie mají na svých vnějších membránách negativní náboj. To může přilákat pozitivně nabité nanoplasty a zvýšit stres na bakterii, což způsobuje, že produkuje více toxinů podobných Shiga. To jsou proteiny E. coli Vylučují a které způsobují nemoc.
Ve starších studiích se vědci zaměřili na dopad nabitých povrchů na nepatogenní bakterie. Nová studie zkoumala, jak nabité povrchy ovlivnily konkrétní kmen E. coli. Podobně, zatímco předchozí studie se zaměřily primárně na buňky s volně plovoucí, nový studoval jak volně plovoucí buňky, tak biofilmy-komunita bakterií se držela navzájem na povrchu. Biofilmy jsou hotspoty, kde bakterie vyměňují genetický materiál se svými sousedy.
Proces výzkumu
Členové týmu použili patogenní E. coli Kmen, který byl rezistentní vůči antibiotickému rifampicinu. Kultivovali napětí na agarových destičkách a kapalném médiu bohatém na živiny zvané LB vývar. Poté vystavili bakterie nanoplastikám na bázi polystyrenu se třemi druhy nábojů: pozitivní, negativní a neutrální.
Tým také kultivoval druhou sadu E. coli buňky v LB vývaru pro použití jako kontrola. Tato skupina nebyla vystavena nanočásticím.
Nakonec vědci pozorovali růst buněk volného plovoucího a biofilmu v sedmi a 15denních intervalech a k kvantifikaci růstu použili různé testy.
Pro účely studie použili vědci ke sledování interakcí mezi nanočásticemi a volně plovoucími buňkami environmentální skenovací elektronový mikroskop (ESEM). Na rozdíl od mikroskopických technik, které vyžadují, aby se vzorky připravovaly v zdlouhavých procesech, může ESEM zobrazovat „mokré“ vzorky bez přílišné přípravy. Pracuje také v nízko-vakuové nebo kontrolované plynové atmosféře, která zabraňuje nabití přírodních vláken a celulózy.
Vědci provedli dva testy k měření koncentrace uhlohydrátů a proteinů v biofilmu. Provedli test katalázy, aby určili odpověď buněk na oxidační stres. E. coli produkovat enzym katalázy, který se chrání před oxidačním stresem. Vyšší napětí by znamenalo více aktivity katalázy. Tým také extrahoval RNA z bakterií pro studium, protože genové převody se odehrávají napříč biofilmy. Změny v RNA mohou naznačovat, že k takovým převodům došlo.
Co studie zjistila
Vyšetřování odhalilo, že nanoplasty s povrchovými náboji přispívají k toxicitě bakteriálních buněk. Zpočátku nabité nanoplasty zabránily růstu buněk. Některé buňky však nakonec stres překonaly a začaly růst. Vývoj a životaschopnost buněk vystavených nabitým nanoplastům se lišil od výskytu buněk, které nebyly. Změny v bakteriální RNA naznačují, že se geny mění, aby se zajistilo E. coli přežil lépe a stal se více způsobit onemocnění. Studie uvedla, že tyto změny způsobily pozitivně i negativně nabité nanoplasty.
Beea DB, docentka biologie na Azim Premji University School of Arts and Sciences, provedla předběžnou práci na vlivu mikroplastik na půdní mikroby a uvedla, že její tým pozoroval podobné výsledky. Varovala, že biofilmy vyvolané mikroplasticky jsou významným zdravotním rizikem a že zvyšující se přenos horizontálního genu mezi mikroby zvýšilo riziko, že se rozvinou rezistenci na antibiotika. Způsobuje také nadměrnou produkci proteinů, které přispívají k závažnějšímu onemocnění, dodala.
(Manaswini Vijayakumar je interning Hindu.)
Publikováno – 5. června 2025 14:32 IS IS
