Quebrando la resistencia a los antibióticos: Peróxido de calcio impulsado por la luz solar para la doble eliminación...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Tratamiento del agua
• Microbiología

Sus antecedentes:

• Las bacterias resistentes a los antibióticos (ARB) y los genes de resistencia a los antibióticos (ARG) son contaminantes importantes transmitidos por el agua.
• Los métodos de desinfección existentes pueden no abordar completamente tanto la inactivación de ARB como la degradación de ARG.
• Se necesitan nuevas estrategias para mitigar los riesgos para la salud pública asociados con los ARB y los ARG en entornos acuáticos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la eficacia del tratamiento de peróxido de calcio (CaO2) con luz solar para la inactivación simultánea de ARB y la degradación de ARG.
• Elucidar los mecanismos subyacentes al proceso de desinfección inducido por el CaO2 y la irradiación solar.
• Evaluar el potencial de este método para aplicaciones de tratamiento de aguas ambientales.

Principales métodos:

• Tratamiento de los ambientes acuáticos con luz solar y peróxido de calcio (3,0 mM).
• Monitoreo de los cambios de pH, generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) e inactivación bacteriana.
• Cuantificación de la abundancia de ARG (tetA y sul2) mediante métodos moleculares.
• Análisis del daño celular, incluida la integridad de la membrana, la desnaturalización de proteínas y el daño del ADN.

Principales resultados:

• El tratamiento con CaO2 aumentó significativamente el pH del agua, contribuyendo a la inactivación microbiana.
• La generación simultánea de ROS (•OH, H2O2, 1O2, O2•−) aumentó el daño oxidativo.
• Se logró la inactivación completa de E. coli resistente con 5 logaritmos (TSRE).
• Se observó una reducción del 70-80% en la abundancia absoluta de ARG (tetA, sul2).
• Los mecanismos incluyen daño a la membrana, desnaturalización de proteínas, daño al ADN y reparación suprimida del ADN.

Conclusiones:

• El tratamiento de CaO2 con luz solar exhibe un efecto sinérgico, combinando estrés alcalino y oxidativo para una activación efectiva de ARB y degradación de ARG.
• Este método demuestra una alta eficiencia de desinfección, superando solo la luz solar.
• La estrategia es muy prometedora como método de desinfección sostenible y eficiente para el agua ambiental contaminada.