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Abwasserbehandlung kann zu neuen Antibiotika führen

Seit Jahrzehnten untersuchen Wissenschaftler, welche Auswirkungen Medikamente und andere Chemikalien, die ins Abwasser gelangen, auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit haben können. In jüngerer Zeit interessieren sie sich dafür, wie Desinfektionsbehandlungen sie zu neuen Verbindungen machen können. Eine neue Studie legt nahe, dass die Chlorierung von Abwasser Antibiotika in neue Formen umwandeln könnte, wodurch das Problem der Antibiotikaresistenz möglicherweise noch verstärkt wird.
Wenn Antibiotika im Abwasser nicht durch die Behandlung abgebaut werden, gelangen sie in die Umwelt, wo Bakterien allmählich resistent werden, sagen die Forscher.

Auf einer Konferenz der American Chemical Society in Denver, Colorado, beschrieb Olya Keen, Professorin für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik an der Universität von North Carolina in Charlotte, wie sie und ein Kollege Doxycyclin untersuchten - ein weit verbreitetes Antibiotikum das landet normalerweise in Abwässern und in der Umwelt.

Die Forscher fanden heraus, dass Desinfektion mit Chlor Doxycyclin im Abwasser in neue Antibiotika-Verbindungen umwandelt, wie Prof. Keen erklärt:

"Die Abwasserbehandlung soll biologische Substanzen abbauen, aber keine Antibiotika. Überraschenderweise finden wir im Labor, dass Chlor nicht nur Antibiotika abbaut, sondern dass es sogar noch stärkere Antibiotika als das ursprüngliche Doxycyclin erzeugt."

Typische Abwasserbehandlungen umfassen eine Desinfektion unter Verwendung von ultravioletter Strahlung, Ozon und Chlor. Diese helfen, Konzentrationen von pharmazeutischen Verbindungen im Abwasser zu reduzieren.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Antibiotika und andere Drogen im Abwasser landen können. Wenn wir Antibiotika nehmen, werden sie nicht alle im Körper abgebaut und gelangen ins Abwasser. Medikamente, deren Haltbarkeitsdatum abgelaufen ist, werden auch von Haushalten und Krankenhäusern in die Kanalisation abgeladen. Ein anderer Weg ist die Abgabe von antibiotischen Materialien von Pharmaunternehmen.

"Abwassertests haben jede Art von Antibiotikum bekannt", sagt Prof. Keen. "Das Problem Antibiotika verursachen, wenn sie nicht durch Behandlung abgebaut werden, sie in Bäche kommen, wo Bakterien gegen sie immun werden, und gefährlichere, Superkeime, Bakterien können gebildet werden."

Herkömmlicherweise wurde die Wirksamkeit der Abwasserbehandlung anhand des Verschwindens der Hauptverunreinigungen bewertet. In jüngerer Zeit haben Wissenschaftler jedoch nach anderen Wegen gesucht, wie zum Beispiel, welche neuen Verbindungen gebildet werden.

Prof. Keen und ihre Mitschülerin Nicole Kennedy-Neth, eine Doktorandin, argumentieren, dass den neuen Verbindungen, die durch die Chlorierung von pharmazeutischen Kontaminanten entstehen können, nicht genug Aufmerksamkeit gewidmet wurde - obwohl die Chlorierung das Hauptmittel für beides ist Trinkwasser und Abwasser werden desinfiziert.

Nachweise erfordern eine Neubewertung der Methoden zur Abwasserdesinfektion

Für ihre Studie untersuchten sie die Wirkung von Chlor auf Doxycyclin und maßen Änderungen in der antibakteriellen Aktivität der neuen Verbindungen, die aus der Reaktion resultieren.

Sie fanden heraus, dass einige der "Transformationsprodukte" antibiotische Eigenschaften haben und mehrere davon könnten dazu beitragen, dass antibiotikaresistente Mikroben in der Umwelt entstehen, selbst wenn das Doxycyclinmolekül nicht mehr vorhanden ist.

Aufgrund ihrer Evidenz fordern die Forscher eine Neubewertung der Abwasserdesinfektionsverfahren, wie Prof. Keen erklärt:

"Diese Forschung ist ein kleiner Teil einer größeren Frage. Es gibt Antibiotika in Abwasser gefunden, und an dieser Stelle testen wir nur eine. Es ist in einer Klasse von Antibiotika, die alle ähnliche Zusammensetzungen haben, so dass wir andere Antibiotika erwarten in dieser Klasse kann genauso reagieren. "

Für diese erste Studie bereiteten die Forscher kontrollierte Proben im Labor vor, wo sie Doxycyclin mit Chlor behandelten. Dann identifizierten sie mithilfe eines Massenspektrometers Verbindungen in den verschiedenen Proben. Sie planen nun dasselbe mit realen Abwasserproben.

Sie hoffen, endlich bessere Wege zu finden, Antibiotika bei der Abwasserbehandlung abzubauen oder sie überhaupt von Abwässern fernzuhalten.

Im folgenden Video diskutiert Prof. Keen die Forschung mit den Delegierten des Treffens.

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