Varje år infekteras minst 2 miljoner amerikaner av bakterier som inte kan behandlas med antibiotika, och minst 23, 000 av dessa människor dör, enligt Centers for Disease Control.

Dessa bakterier kan hamna i vårt vatten, det är därför vi använder desinfektionsmedel för att döda eller stoppa dem från att växa för att behandla både avfall och dricksvatten.

Men hittills har få forskare tittat på om dessa behandlingar är effektiva för att ta bort generna som kodar för de egenskaper som gör dessa bakterier resistenta mot antibiotika. Vissa forskare är oroade över att även efter behandling, icke-resistenta bakterier kan fortfarande bli resistenta genom att plocka upp intakta gener som blir över från skadade antibiotikaresistenta bakterier.

Även om det inte är klart om detta händer just nu, forskare vill vara förberedda på detta scenario. Så ett team vid University of Washington testade hur väl nuvarande vatten- och avloppsdesinfektionsmetoder påverkar antibiotikaresistensgener i bakteriellt DNA. Även om dessa metoder fungerar bra för att förhindra bakterietillväxt, de hade olika framgångar med att antingen försämra eller deaktivera en representativ antibiotikaresistensgen.

Forskarna publicerade nyligen sina resultat i tidskriften Miljövetenskap och teknik och utvecklar en modell för korrekt behandling av någon antibiotikaresistensgen.

"DNA är i sig inte särskilt giftigt eller skadligt. Men det är viktigt att överväga dess öde när det väl är i miljön eftersom det potentiellt kan sprida oönskade egenskaper till bakteriesamhällen, " sa motsvarande författare Michael Dodd, en docent vid UW:s civil- och miljötekniska avdelning. "Vi har hittat fler och fler medicinskt relevanta antibiotikaresistensgener i miljön.

"Insikten om att dessa gener finns i miljön är inte ny – andra grupper har redan gett en hel del information om sitt beteende som miljöföroreningar. Det unika med vårt arbete är att vi fokuserar på att verkligen reda ut och karakterisera hur en mängd olika desinfektionsprocesser påverkar ödet för sådana gener, så att vi bättre kan förstå hur dessa olika behandlingar påverkar antibiotikaresistenta bakterier och deras DNA i vårt vatten."

Nuvarande vattenreningsverk använder en mängd olika desinfektionsmetoder. De flesta innebär att vatten utsätts för UV-ljus eller för klor- eller syrehaltiga föreningar, som klor i sig eller ozon.

För att avgöra hur dessa metoder påverkar både bakterier och antibiotikaresistensgener, Dodd och hans team använde ett modellsystem:en ofarlig jordbakterie som kallas Bacillus subtilis . Teamet arbetade med en påfrestning av B. subtilis som överproducerade en gen, kallas blt, som gör ett protein som låter B. subtilis pumpa ut antibiotika – vilket gör bakterien resistent mot en mängd vanliga antibiotika.

Forskarna exponerade bakterierna för olika desinfektionsmetoder och övervakade sedan två saker:hur väl behandlade bakterier växte när de exponerades för antibiotika och om genen inuti bakterierna var skadad.

"Som vi förväntade oss, alla behandlingar vi tittade på var framgångsrika för att störa bakteriell livsduglighet, " sa första författaren Huan He, en UW civil- och miljöteknik doktorand. "Men vi såg blandade resultat för DNA-skador."

Vid typiska exponeringar som används för vattenbehandling, tre metoder visade mer än 90 % nedbrytning eller deaktivering av genen:UV-ljus, ozon och klor. Teamet fastställde att dessa tre metoder är till stor del framgångsrika för att förhindra spridningen av antibiotikaresistens genom att både inaktivera bakterierna och skada resistensgenen.

Men två andra desinfektionsmedel som heter klordioxid och monokloramin visade knappt några skador på genen.

"Vi fann att dessa två metoder bryter ner DNA så långsamt att nästan ingenting har hänt under den tid som vatten exponeras under typiska behandlingsförhållanden, " sade han. "Faktiskt, Vi fann att DNA från bakterier behandlade med klordioxid och monokloramin behåller förmågan att överföra antibiotikaresistensegenskaper till icke-resistenta bakterier långt efter att de ursprungliga bakterierna dödats."

För närvarande vet teamet hur snabbt dessa desinfektionsmetoder påverkar genen som används i studien. Nu utvecklar forskarna en modell som gör det möjligt för dem att uppskatta hur snabbt någon gen skulle skadas.

"Om vi ​​kan förutsäga hur effektivt varje desinfektionsmedelsmetod skulle deaktivera eller degradera en specifik gen, då kan vi bättre utvärdera effektiva behandlingsstrategier för att försämra en antibiotikaresistensgen som utgör ett problem, " sade Dodd. "Desinfektionsprocesser är mycket viktiga verktyg för att förhindra spridning av antibiotikaresistens. Vi försöker förstå dem bättre så att vi kan designa och driva dem mer effektivt i framtiden."