Desinfeksi air limbah konvensional menggunakan klorin dapat memfasilitasi penyebaran resistensi antimikroba pada bakteri. Mengobati beberapa jenis air limbah dengan sinar ultraviolet (UV) sebagai gantinya bisa menjadi bagian dari solusi, menurut sebuah penelitian di KAUST's Water Desalination and Reuse Center, yang diterbitkan dalam jurnal Environmental Science & Technology.
Bakteri dengan cepat mengembangkan mekanisme untuk menghindari efek obat antimikroba, dan resistensi ini semakin mengancam kesehatan masyarakat. Senyawa farmasi dan bakteri resisten yang mencapai air limbah kota dan pertanian sebagian harus disalahkan. Menariknya, resistensi antimikroba ditemukan lebih tinggi lagi pada bakteri di hilir dari pabrik pengolahan daripada di air limbah mentah yang masuk ke tanaman.
Selama desinfeksi air limbah, bahan genetik pecah dari bakteri ke dalam air di sekitarnya. DNA ekstraseluler ini dapat mengandung gen resistensi antimikroba. "Pertanyaan besarnya adalah: apakah gen perlawanan ekstraseluler ini menjadi perhatian kesehatan masyarakat?" kata rekan pascadoktoral KAUST, David Mantilla-Calderon. "Kami belum memiliki jawaban atas pertanyaan ini, tetapi prasyarat pertama yang harus dipenuhi gen-gen ini menjadi perhatian adalah bahwa mereka perlu di pelabuhan dalam sel bakteri yang layak. Ini hanya mungkin melalui proses yang disebut transformasi alami, yang memungkinkan penyerapan DNA ekstraseluler dan integrasi ke dalam kromosom bakteri."
Mantilla-Calderon dan kolega di KAUST menemukan bahwa transformasi alami dirangsang dalam bakteri yang biasa ditemukan dalam air dan tanah, yang disebut Acinetobacter baylyi, ketika itu di hadapan produk sampingan klorin, asam bromoacetic. Produk sampingan desinfeksi menyebabkan kerusakan DNA di bakteri, menginduksi jalur perbaikan DNA yang diketahui juga meningkatkan integrasi DNA asing dalam genom bakteri.
Mahasiswa Ph.D. Nicolas Augsburger selanjutnya menyelidiki efek sinar matahari dan sinar UV pada transformasi alami. "Kami ingin melihat apakah ada cara yang lebih aman untuk mendisinfeksi air limbah yang dirawat tanpa memprovokasi peningkatan transformasi alami pada bakteri lingkungan," jelasnya.
Menariknya, Augsburger dan rekan-rekannya menemukan bahwa, mirip dengan asam bromoacetic, sinar matahari juga meningkatkan transformasi alami di Acinetobacter baylyi dengan memicu jalur perbaikan DNA.
Anehnya, meskipun sinar UV juga meningkatkan penyerapan DNA ekstraseluler ke dalam genom bakteri, gen telah rusak sejauh mereka tidak lagi berfungsi, tidak seperti efek sinar matahari dan asam bromoacetic.
"Sinar matahari meningkatkan integrasi DNA asing hingga dua kali lipat," kata Augsburger. "Rahmat penyelamatan adalah bahwa meskipun sinar UV juga meningkatkan integrasi DNA asing, sama seperti produk sampingan desinfeksi dan sinar matahari, itu secara bersamaan merusak DNA ekstraseluler dalam air limbah ke titik yang bahkan jika diambil oleh bakteri, itu tidak akan dapat mengekspresikan gen-gen itu."
"Studi kami mempertanyakan ketergantungan kami saat ini pada penggunaan klorin sebagai langkah desinfeksi akhir di sebagian besar pabrik pengolahan air limbah," kata ahli mikrobiologi Peiying Hong, yang mengawasi penelitian. "Strategi desinfeksi menggunakan sinar UV dapat dipertimbangkan untuk mendisinfeksi air keruh rendah. Hal ini dapat membantu dalam meminimalkan kontribusi air limbah terhadap resistensi antimikroba."
Laboratorium Hong sekarang sedang menyelidiki bagaimana berbagai stres mungkin berinteraksi untuk mempengaruhi penyerapan dan tingkat integrasi DNA ekstraseluler ke dalam bakteri.
