Vi nhựa có thể thúc đẩy tình trạng kháng thuốc kháng sinh

Vi nhựa -- những mảnh vụn nhựa nhỏ li ti -- có mặt ở khắp hành tinh. Chúng đã đi vào chuỗi thức ăn, tích tụ trong đại dương, tụ tập trên mây và trên núi, và được tìm thấy bên trong cơ thể chúng ta với tốc độ đáng báo động. Các nhà khoa học đã chạy đua để khám phá những tác động không lường trước được của quá nhiều nhựa trong và xung quanh chúng ta.

Một hậu quả có thể xảy ra và đáng ngạc nhiên: nhiều vi khuẩn kháng thuốc hơn.

Trong một khám phá gây sửng sốt, một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học Boston đã phát hiện ra rằng vi khuẩn tiếp xúc với vi nhựa đã trở nên kháng với nhiều loại kháng sinh thường được sử dụng để điều trị nhiễm trùng. Họ cho biết điều này đặc biệt đáng lo ngại đối với những người ở những khu vực đông dân, nghèo đói như các khu định cư của người tị nạn, nơi rác thải nhựa chất đống và nhiễm trùng do vi khuẩn dễ dàng lây lan. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Applied and Environmental Microbiology .

"Thực tế là có rất nhiều vi nhựa xung quanh chúng ta, và thậm chí còn nhiều hơn ở những nơi nghèo đói, nơi điều kiện vệ sinh có thể bị hạn chế, là một phần nổi bật của quan sát này", Muhammad Zaman, giáo sư kỹ thuật y sinh tại Đại học Kỹ thuật Boston, người nghiên cứu về tình trạng kháng thuốc kháng sinh và sức khỏe của người tị nạn và người di cư, cho biết. "Chắc chắn có mối lo ngại rằng điều này có thể gây ra rủi ro cao hơn ở những cộng đồng thiệt thòi và chỉ nhấn mạnh thêm nhu cầu cảnh giác hơn và hiểu biết sâu sắc hơn về các tương tác [vi nhựa và vi khuẩn]".

Người ta ước tính rằng có 4,95 triệu ca tử vong liên quan đến nhiễm trùng kháng thuốc kháng sinh mỗi năm. Vi khuẩn trở nên kháng thuốc kháng sinh vì nhiều lý do khác nhau, bao gồm việc sử dụng sai và kê đơn thuốc quá mức, nhưng một yếu tố lớn thúc đẩy tình trạng kháng thuốc là môi trường vi mô -- môi trường xung quanh vi khuẩn -- nơi vi khuẩn và vi-rút sinh sôi. Tại Phòng thí nghiệm Zaman tại BU, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra nghiêm ngặt cách một loại vi khuẩn phổ biến, Escherichia coli (E. coli) , phản ứng khi ở trong môi trường kín với vi nhựa.

"Nhựa cung cấp một bề mặt mà vi khuẩn bám vào và xâm chiếm", Neila Gross (ENG'27), ứng viên tiến sĩ khoa học vật liệu và kỹ thuật của BU và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết. Khi bám vào bất kỳ bề mặt nào, vi khuẩn tạo ra một lớp màng sinh học -- một chất dính hoạt động như một lá chắn, bảo vệ vi khuẩn khỏi những kẻ xâm lược và giữ chúng bám chặt. Mặc dù vi khuẩn có thể phát triển màng sinh học trên bất kỳ bề mặt nào, Gross nhận thấy rằng vi nhựa đã tăng cường quá mức màng sinh học của vi khuẩn đến mức khi kháng sinh được thêm vào hỗn hợp, thuốc không thể xuyên qua lớp lá chắn.

"Chúng tôi phát hiện ra rằng màng sinh học trên vi nhựa, so với các bề mặt khác như kính, bền hơn và dày hơn nhiều, giống như một ngôi nhà có hàng tấn vật liệu cách nhiệt", Gross nói. "Thật kinh ngạc khi chứng kiến ​​điều đó". Tỷ lệ kháng kháng sinh trên vi nhựa cao đến mức so với các vật liệu khác, đến nỗi bà đã thực hiện nhiều thí nghiệm, thử nghiệm các kết hợp khác nhau giữa kháng sinh và các loại vật liệu nhựa. Mỗi lần, kết quả đều nhất quán.

"Chúng tôi đang chứng minh rằng sự hiện diện của nhựa không chỉ cung cấp bề mặt cho vi khuẩn bám dính -- chúng thực sự dẫn đến sự phát triển của các sinh vật kháng thuốc", Zaman nói. Ông chỉ đạo Trung tâm về Di dời cưỡng bức của BU, nơi có sứ mệnh cải thiện cuộc sống của những người phải di dời trên toàn thế giới. Các nghiên cứu trước đây đã phát hiện ra rằng những người tị nạn, người xin tị nạn và những người dân bị di dời cưỡng bức có nguy cơ mắc các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc cao hơn do sống trong các trại quá đông đúc và có nhiều rào cản hơn trong việc tiếp nhận dịch vụ chăm sóc sức khỏe.

"Theo truyền thống, mọi người đã liên kết tình trạng kháng thuốc kháng sinh với hành vi của bệnh nhân, chẳng hạn như không dùng thuốc kháng sinh theo chỉ định. Nhưng không có ai làm gì để bị buộc phải sống trong một môi trường cụ thể và thực tế là họ có nguy cơ cao hơn với các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc", Zaman nói. Đó là lý do tại sao các nguyên nhân về môi trường và xã hội của siêu vi khuẩn kháng thuốc không thể bị bỏ qua, ông nói. Tính đến năm 2024, ước tính có 122 triệu người phải di dời trên toàn thế giới. Theo Zaman, sự phổ biến của vi nhựa có thể đang thêm một yếu tố rủi ro nữa vào các hệ thống y tế phục vụ người tị nạn vốn đã thiếu kinh phí và chưa được nghiên cứu đầy đủ.

Gross và Zaman cho biết bước tiếp theo trong nghiên cứu của họ là tìm hiểu xem những phát hiện của họ trong phòng thí nghiệm có thể chuyển sang thế giới bên ngoài hay không. Họ hy vọng sẽ bắt đầu các nghiên cứu với các đối tác nghiên cứu ở nước ngoài để theo dõi các trại tị nạn về vi khuẩn và vi-rút kháng kháng sinh liên quan đến vi nhựa. Họ cũng đặt mục tiêu tìm ra các cơ chế chính xác cho phép vi khuẩn bám chặt vào nhựa như vậy.

"Nhựa có khả năng thích ứng cao", Gross nói, và thành phần phân tử của chúng có thể giúp vi khuẩn phát triển mạnh -- nhưng không rõ điều đó xảy ra như thế nào. Bà cho biết, một lý thuyết là nhựa đẩy nước và các chất lỏng khác, cho phép vi khuẩn dễ dàng bám vào. Nhưng theo thời gian, nhựa bắt đầu hấp thụ độ ẩm. Điều đó có nghĩa là vi nhựa có thể hấp thụ kháng sinh trước khi chúng tiếp cận vi khuẩn mục tiêu. Họ cũng phát hiện ra rằng ngay cả khi vi nhựa bị loại khỏi phương trình, vi khuẩn mà chúng từng cư trú vẫn giữ được khả năng hình thành màng sinh học mạnh hơn.

"Quá thường xuyên, những vấn đề này được xem xét từ góc độ chính trị hoặc quan hệ quốc tế hoặc nhập cư, và tất cả những điều đó đều quan trọng, nhưng câu chuyện thường bị bỏ qua là khoa học cơ bản", Zaman nói. "Chúng tôi hy vọng rằng bài báo này có thể khiến nhiều nhà khoa học, kỹ sư và nhà nghiên cứu hơn suy nghĩ về những câu hỏi này".

Theo Science