Микробиологи и генетики ФИЦ Биотехнологии РАН проанализировали геномы микроорганизмов из сточных вод и активного ила очистных сооружений Москвы. Эти организмы оказались устойчивыми к самым разным антибиотикам, применяемым в медицине и сельском хозяйстве. Чаще всего, а именно в 26% случаев, у бактерий была генетическая устойчивость к бета-лактамам – популярной группе антибиотиков, включающей, например, пенициллины и цефалоспорины. Доля их использования в медицине сегодня достигает 40%.

Другие гены, обнаруженные сотрудниками ФИЦ Биотехнологии РАН в сточных водах Москвы, делают своих обладателей устойчивыми и к большинству известных классов антибиотиков. От обитателей сточных вод они могут передаваться другим микроорганизмам и впоследствии возвращаться к человеку в виде антибиотик-резистентных бактерий, предупреждают исследователи.

«Хотя московские водоочистные сооружения — одни из крупнейших в мире, исследования резистомов, или совокупности генов, придающих устойчивость к антибиотикам, до сих пор в них не проводились. Присутствие устойчивых бактерий и генов резистентности зависит от того, какие лекарства чаще всего используются, а также от особенностей использования воды в данной местности — например, из-за невысоких цен на воду москвичи тратят её больше, чем те же европейцы, а значит, и концентрация органики в ней будет ниже. Поэтому нам важно было сравнить образцы из Москвы с данными из других крупных городов мира и узнать, насколько водоочистные сооружения в столице справляются со своей задачей», — рассказал Шахжахон Бегматов, научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН.

Вода обычно проходит три стадии очистки. Сначала применяются физические методы, например, фильтрация. Затем вода попадает в биореакторы, где бактерии в активированном иле помогают удалить из нее органику, аммоний и фосфор. На последнем этапе происходит дезинфекция воды.

«Прочитав» геномные последовательности, найденные в образцах из сточных вод и очистных сооружений Москвы, исследователи обнаружили в воде до очистки большое количество бактерий, попадающих туда из фекальных масс. Особенно много встречалось представителей родов Collinsella, Bacteroides, Prevotella, Arcobacter, Arcobacteraceae, Blautia, Faecalibacterium, Streptococcus, Acinetobacter, Aeromonas и Veillonella.

В поступающих на очистку сточных водах гены резистентности составляли 0,05% от всех обнаруженных генов, что примерно соответствует двум генам на один бактериальный геном. Примерно такие же цифры характерны для большинства стран. Чаще всего, в 26% случаев, встречалась устойчивость к бета-лактамам, доля использования которых в медицинском секторе достигает 40%.

По словам ученых, в очищенной воде, которая сбрасывается в реку Москва, доля генов устойчивости к антибиотикам снижалась всего в 3–4 раза. Однако, поскольку концентрация бактерий в очищенной воде ниже примерно в сто раз, концентрация резистентных микроорганизмов в воде все-таки снижается намного сильнее.

«Мы обнаружили в московских сточных водах гены, которые делают бактерии устойчивыми к большинству известных классов антибиотиков. Эти же гены присутствуют у бактерий в очищенной воде, которая сбрасывается в реку Москва. Затем гены устойчивости к антибиотикам могут передаваться другим микроорганизмам и впоследствии возвращаться к человеку. Необходимо продолжать изучение этой проблемы, чтобы лучше понимать её и, в конце концов, найти решение», — резюмировал Шахжахон Бегматов.

Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.