Загрязнение окружающей среды антибиотиками можно снизить с помощью бактерий активного ила

Фторхинолоны — синтетические противомикробные соединения широкого спектра действия, применяющиеся в медицине и ветеринарии. Их эффект основан на блокировании работы ферментов, участвующих в репликации ДНК. Фторхинолоны не разрушаются в организме и в результате попадают в большом количестве в окружающую среду. Из-за этого в ряде стран ограничивают их использование, особенно в животноводческих хозяйствах.

Одним из широко используемых фторхинолонов является ципрофлоксацин. Благодаря его высокой химической стабильности его часто обнаруживают в окружающей среде, особенно в аграрных районах. Его присутствие в природных сообществах стимулирует процессы отбора устойчивых вариантов бактерий. Это не только микроорганизмы, обладающие специфическими детерминантами устойчивости к фторхинолонам, но и бактерии, обладающие неспецифической устойчивостью к широкому спектру противомикробных соединений и антибиотиков.

Для удаления ципрофлоксацина и других фторхинолонов из отходов используются различные методы, в том числе окислительные процессы, сорбция на специальных материалах и фотодеградация. Лишь небольшое число бактерий, водорослей и грибов способно к биодеградации фторхинолонов. Из активного ила очистных сооружений фармацевтического предприятия был выделен штамм бактерий вида Thermus thermophilus, способный к деградации ципрофлоксацина.

Это термофильные бактерии, оптимум роста которых составляет порядка 72 °C, поэтому температурные условия культивирования важны для поддержания роста штамма и активности его ферментов. В ходе экспериментов по оптимизации условий использования штамма для очистки среды от ципрофлоксацина было установлено, что наиболее активно этот процесс протекает при 70 °C. Активный рост штамма наблюдался в щелочной среде, при pH 8,0, однако наиболее активная деградация ципрофлоксацина наблюдалась при pH 6,5.

бактерии активного ила Thermus thermophilus

Штамм также оказался способным к биодеградации других фторхинолонов, офлоксацина, норфлоксацина и энрофлоксацина. Он был выделен из активного ила, поэтому его можно использовать для разрушения фторхинолонов на очистных сооружениях. Применение подобных микроорганизмов позволит эффективнее очищать сточные воды и снизит риск селекции резистентных микроорганизмов в загрязнённых природных сообществах.

Pan LJ, Li J, Li CX et al. Study of ciprofloxacin biodegradation by a Thermus sp. isolated from pharmaceutical sludge. J Hazard Mater. 2018, 343:59-67.

Все новости

ФБУН НИИ эпидемиологии
и микробиологии имени Пастера
Отдел новых технологий