Positief geladen nanoplastics verhogen E. coli -virulentie, onderzoek vinden

Nanoplastics zijn overal. Deze fragmenten zijn zo klein dat ze zich kunnen verzamelen op bacteriën en worden opgenomen door plantenwortels; Ze zijn in ons voedsel, ons water en ons lichaam. Wetenschappers kennen niet de volledige omvang van hun impact op onze gezondheid, maar nieuw onderzoek van de University of Illinois Urbana-Champaign-voedselwetenschappers suggereren dat bepaalde nanoplastics mogelijk door voedsel overgedragen ziekteverwekkers virulenter kunnen maken.

“Andere studies hebben de interactie van nanoplastics en bacteriën geëvalueerd, maar tot nu toe is de onze de eerste die kijkt naar de effecten van microplastics en nanoplastics op menselijke pathogene bacteriën. We hebben zich gericht op een van de belangrijkste pathogenen die betrokken zijn bij een van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling van de afdeling. Menselijke voeding en een Illinois Extension Specialist; Beide eenheden maken deel uit van het College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences in Illinois.

Gepubliceerd in de Journal of NanobiTechnologyHet team van Banerjee ontdekte dat nanoplastics met positief geladen oppervlakken meer kans hadden om fysiologische stress te veroorzaken in E. coli O157: H7. Net zoals een gestresste hond meer kans heeft om te bijten, werden de gestresste bacteriën virulenter, waardoor ze meer shiga-achtig toxine pompen, de chemische stof die ziekte bij mensen veroorzaakt.

De onderzoekers verwachtten positief opgeladen nanoplastics om E. coli te beïnvloeden omdat het oppervlak van de bacteriën een negatieve lading draagt. Om hun tegengestelde hypothese te testen, creëerden ze nanoplastics van polystyreen-het materiaal in die alomtegenwoordige witte clamshell-stijl take-outdozen-en brachten positieve, neutrale of negatieve ladingen toe voordat ze de deeltjes introduceren in E. coli vrijzweven in oplossing of in biofilms.

“We zijn begonnen met de oppervlaktelading. Plastics hebben een enorm vermogen om chemicaliën te adsorberen. Elke chemische stof heeft een ander effect op oppervlaktelading, op basis van hoeveel chemische stof wordt geadsorbeerd en op wat voor soort plastic,” zei Banerjee.

“We hebben in dit artikel niet gekeken naar de effecten van de chemicaliën zelf – dat is onze volgende studie – maar dit is de eerste stap om te begrijpen hoe de oppervlaktelading van kunststoffen de pathogene E. coli -respons beïnvloedt.”

De bacteriën die werden blootgesteld aan positief geladen nanoplastics vertoonden op meerdere manieren stress, niet alleen door meer shiga-achtige toxines te produceren. Ze duurden ook langer om zich te vermenigvuldigen bij het vrijen en samenvoegen in biofilms langzamer. De groei herstelde uiteindelijk echter.

Biofilms geven bacteriecellen een maat voor bescherming dankzij een extracellulaire coating die ze ontwikkelen. Om te testen of deze coating beschermde tegen door nanoplastische geïnduceerde stress, dompelde het team relatief grote microplastische deeltjes in de bacteriesoep en gaf E. coli een week of twee aan koloniseren. Vervolgens introduceerden ze dezelfde geladen nanoplastics.

De positief geladen deeltjes veroorzaakten nog steeds stress-en verbeterde shiga-achtige toxineproductie-in biofilmgebonden E. coli.

“Biofilms zijn een zeer robuuste bacteriestructuur en zijn moeilijk uit te roeien. Ze zijn een groot probleem in de medische industrie en vormen zich op inserts zoals katheters of implantaten, en in de voedingsindustrie,” zei Banerjee. “Een van onze doelen was om te zien wat er gebeurt wanneer deze menselijke ziekteverwekker, die vaak via voedsel wordt overgedragen, deze nanoplastics tegenkomt vanuit het uitkijkpunt van een biofilm.”

Interacties met plastic deeltjes kunnen meer doen dan het verhogen van de toxiciteit van E. coli; Andere studies hebben aangetoond dat biofilms over microplastics kunnen dienen als hotspots voor de overdracht van antibioticaresistentiegenen, waardoor de bacteriën moeilijker te beheren worden. De groep van Banerjee heeft studies aan de gang om te kijken naar resistentie -genoverdracht en veranderingen in virulentie- en transmissiepatronen van grote door voedsel overgedragen ziekteverwekkers in voedselproducten en andere omgevingen zoals bodem.