Niebezpieczeństwa wykorzystywania ścieków do celów rolnictwa miejskiego
Na całym świecie niemal 20 milionów hektarów gruntów ornych, które odpowiadają za 10% globalnej produkcji żywności, nawadnianych jest ściekami. Jednak pomimo tak znacznego wykorzystywania ścieków w tym sektorze, niewiele wiadomo o obecności, ewolucji czy rozprzestrzenianiu się bakterii i genów opornych na antybiotyki – lub możliwości ich przenoszenia się na ludzi i zwierzęta przez łańcuch pokarmowy. Aby uzupełnić tę lukę w wiedzy, badacze biorący udział w finansowanej przez UE inicjatywie ARBUATEM postanowili zwiększyć świadomość niebezpieczeństw związanych z wykorzystywaniem ścieków do celów rolnictwa miejskiego w krajach o niskich i średnich dochodach (LMIC). „Celem projektu jest dogłębne zbadanie roli środowiska i ścieków w pojawianiu i rozprzestrzenianiu się oporności na leki przeciwdrobnoustrojowe w dwóch państwach afrykańskich” – mówi koordynatorka projektu, Laura Piddock. „Ocena wykorzystywanych w rolnictwie miejskim ścieków pod kątem potencjału w zakresie rozpowszechniania oporności na leki przeciwbakteryjne w krajach LMIC pozwoli nam skuteczniej chronić nasze łańcuchy żywnościowe”. Zrozumienie zjawiska oporności Zespół projektowy podjął wyzwanie połączenia obszaru rolnictwa, środowiska i zdrowia. W krajach o niskich i średnich dochodach rolnictwo miejskie rozwijają mieszkający na terenach miejskich rolnicy, którzy pragną dostarczać żywność mieszkańcom miasta. Ze względu na niedobory wody i jej wysokie ceny miejscy rolnicy zazwyczaj nawadniają swoje pola nieoczyszczonymi ściekami. Z kanałów znajdujących się w pobliżu pól uprawnych w trzech różnych miastach naukowcy pobrali losowo próbki ścieków wykorzystywanych na potrzeby rolnictwa miejskiego. Miastami tymi były Wagadugu w Burkina Faso oraz Ngaoundere i Jaunde w Kamerunie. „Korzystając z najnowocześniejszych technik sekwencjonowania DNA w podejściu metagenomicznym oraz procedur bioinformatycznych, poddaliśmy analizie znalezione w ściekach bakterie i lekooporne geny” – wyjaśnia Piddock. Wraz z sekwencjonowaniem DNA zespół projektu ARBUATEM wykorzystał również metody z dziedziny chemii analitycznej, biologii molekularnej, metagenomiki i biologii obliczeniowej, aby scharakteryzować społeczności bakteryjne oporne na antybiotyki oraz geny oporne na antybiotyki (z ang. antibiotic resistant genes, ARG) obecne w nieoczyszczonych ściekach i na nawadnianych nimi użytkach rolnych. „Dane naukowe zdobyte dzięki temu projektowi dostarczą nowych informacji na temat czynników sprzyjających rozwijaniu oporności” – zauważa Piddock. „Bogatsi o tę wiedzę, będziemy mogli podjąć działania zmierzające do zminimalizowania wpływu tych czynników, opracowując strategie zapobiegające dalszemu rozprzestrzenianiu się bakterii opornych na antybiotyki i genów ARG na całym świecie”. Przywództwo Europy Oporność na leki przeciwdrobnoustrojowe (z ang. antimicrobial resistance, AMR) jest globalnym zagrożeniem, które nie uznaje granic. Rozprzestrzenia się bardzo szybko poprzez łańcuch pokarmowy, a jego ekspansję napędza nasze zamiłowanie do podróży po świecie i turystyka medyczna. Jeśli pilnie nie podejmiemy niezbędnych działań, lekooporność obserwowana w krajach LMIC z dużym prawdopodobieństwem stanie się problemem globalnym, dodatkowo obciążając europejskie placówki opieki zdrowotnej. „Projekt podkreśla przywództwo Europy w dziedzinie badań nad AMR” – twierdzi Piddock. Aczkolwiek inicjatywa nie dobiegła jeszcze końca, dostarczyła już znaczących rezultatów. „Odkryliśmy, że ścieki obfitują w szeroki wachlarz bakterii chorobotwórczych i genów opornych na antybiotyki” – dodaje Piddock. „Co więcej, zidentyfikowaliśmy w nich wszystkie czynniki uczestniczące w kształtowaniu oporności na leki przeciwbakteryjne, co czyni z tych ścieków rezerwuar napędzający rozprzestrzenianie się oporności antybiotykowej”. Zdaniem koordynatorki projektu, rozwiązaniem problemu jest uzdatnianie wody i organizacja sprawnie działających publicznych systemów opieki zdrowotnej. Piddock zauważa, że w miarę postępów w realizacji projektu prawdziwym wyzwaniem będzie zdobycie funduszy, które pozwolą wykorzystać jego osiągnięcia. „Decydujące znaczenie mają dalsze badania nad dynamiką rozwoju oporności na leki przeciwdrobnoustrojowe w ekosystemach ściekowych oraz zgłębianie wiedzy na temat stopnia, w jakim narażone populacje ludzi i zwierząt mogą zostać nią dotknięte” – zaznacza. Jak dodaje Piddock, po zakończeniu projektu wszystkie zgromadzone informacje zostaną podane do publicznej wiadomości. Tym samym pomogą one naukowcom i decydentom politycznym udoskonalić istniejące strategie walki z opornością na leki przeciwbakteryjne.
Słowa kluczowe
ARBUATEM, ścieki, rolnictwo miejskie, oporność na leki przeciwbakteryjne, sekwencjonowanie DNA w podejściu metagenomicznym, procedury bioinformatyczne
