In Suid-Afrika kan afvalwatersuiweringsaanlegte en gekoppelde rivierstelsels as opgaartenks van antibiotikaweerstandigheid optree, en wek dit opnuut kommer oor hoe antimikrobiese weerstandigheid deur ekosisteme en in menslike bevolkings beweeg.

Antimikrobiese weerstandigheid verwys na die vermoë van siekteveroorsakende mikrobes om behandeling te weerstaan. Antibiotikaweerstandigheid – ’n tipe antimikrobiese weerstandigheid – vind plaas wanneer bakterieë nie meer op antibiotikabehandeling reageer nie. Indien huidige tendense voortduur, word geskat dat sterftes as gevolg van antimikrobiese weerstandigheid teen 2050 tot ongeveer 10 miljoen mense per jaar sal toeneem.  

In ’n studie gelei deur navorsers van die NNS-DWTI Navorsingsleerstoel in Afrika Mikrobioom Innovasie aan die Universiteit Stellenbosch (US), het navorsers die gedrag van antimikrobiese weerstandigheidsgene in afvalwatersuiweringsaanlegte en riviere in ’n groot Suid-Afrikaanse stad ondersoek. 

Dr. John Paul Makumbi, ’n mediese mikrobioloog en hoofouteur van die artikel wat hierdie week in Cell Reports gepubliseer is, sê die ontwikkeling van antimikrobiese weerstandigheid in die omgewing is ’n natuurlike proses, aangesien bakterieë aanhou ontwikkel om hulself teen skadelike patogene en ander besoedelende stowwe te beskerm. 

In die konteks van afvalwatersuiweringsaanlegte word hierdie natuurlike proses egter versnel, aangesien bakterieë oormatig blootgestel word aan ’n toksiese smeltkroes van onbehandelde afvalwater vanaf slagpale, hospitale en nywerhede, gemeng met rou riool en ander besoedelende stowwe.  

Boonop is ouer afvalwatersuiweringsaanlegte ontwerp om skadelike chemikalieë en bakterieë te verwyder, en is hul nie ontwerp om ekstrasellulêre DNS – genetiese materiaal wat vrygestel word deur bakterieë wat tydens die behandelingsproses gedood word, te verwyder nie. Daar is toenemend bewyse wat daarop dui dat DNS die potensiaal het om as opgaartenk van antibiotikaweerstandigheid op te tree, iets wat voorheen onderskat is.

As gevolg van die tekort aan studies hieroor in Afrika, en die potensiële implikasies vir die hergebruik van water, het dr. Makumbi en sy mede-outeurs ’n mikrobioomstudie onderneem om ’n idee te kry van wat by afwatersuiweringsaanlegte en gekoppelde rivierstelsels in Suid-Afrika gebeur. 

Uit monsters wat van nege afvalwatersuiweringsaanlegte en gekoppelde rivierstelsels in Tshwane geneem is, het hul bewyse gevind van genetiese materiaal van twee hoof bakteriële groepe, algemeen bekend vir hul hoërisiko-weerstandigheidsprofiele. Hierdie bakteriële groepe het die behandelingsprosesse wat tipies in die afvalwatersuiweringsaanlegte gebruik word, oorleef. Beide die Pseudomonadota- en Bacteroidota-groepe word algemeen met multigeneesmiddelweerstandigheidsgedrag geassosieer.  

Makumbi verduidelik: “Alhoewel die bakterieë self gedood is, het ons ekstrasellulêre DNS wat weerstandige gene dra, in die afvloeiwater gevind. Hierdie gene kan steeds oorgedra en gedeel word met ander bakterieë in die omgewing, wat dus die siklus van antibiotikaweerstandigheid voortsit.”

In wese kan afvalwatersuiweringsaanlegte as ekologiese “superverspreiders” van ekstrasellulêre DNS-bemiddelde antimikrobiese weerstandigheid optree, en sodoende die genetiese landskap van afvalwater- en varswateromgewings vorm.  

Alhoewel sommige afvalwatersuiweringsaanlegte in Suid-Afrika (en elders) tans opgradeer word met gevorderde tegnologieë soos UV-behandeling om antimikrobiese weerstandigheidsgene te verminder, is vordering stadig – aldus Makumbi. 

“As ons ons waterweë en openbare gesondheid wil beskerm, en die verspreiding van superkieme in die omgewing wil beperk, moet ons afvalwatersuiwersingsaanlegte beskerm en opgradeer. Ons moet hulle beskerm deur aflvloeiwater van hoë-risiko bronne soos slagpale, hospitale en nywerhede te behandel vóórdat dit die stelsel invloei. Dieselfde logika geld vir die behandeling van afvloeiwater alvorens dit die omgewing binnedring. 

“Almal sal baatvind as minder besoeldelde water ons riviere invloei,” voeg hy by.

Vir prof Thulani Makhlanyane, bekleër van die DWTI-NNS Navorsingsleerstoel in Afrika Mikrobioom Innovasie, benodig ons meer studies oor die kruispunt tussen watersekerheid en mikrobiese weerstandigheid: “Toekomstige oorloë sal gedeeltelik gegrond wees op watersekerheid en antimikrobiese weerstandigheid. Dit is veral waar in Afrika waar verouderde infrastruktuur, swak bestuur, en ’n onvermoë om wetenskap genoegsaam met beleidmaking te integreer, die probleem vererger. Ons hoop dat die bevindings van hierdie studie sal bydra tot die oproep tot aksie om watersekerheid te verseker, ” sluit hy af.

Hierdie bevindings is in die vaktydskrif Cell Reports gepubliseer in ’n artikel getiteld: “Persistence of high-risk antimicrobial resistance genes in extracellular DNA along an urban wastewater-river continuum”.

Meer oor die DSTI-NNS Suid-Afrikaanse Navorsingsleerstoel in Afrika Mikrobioom Innovasie 

Ons visie is om die begrip van Afrika se mikrobiome te verdiep ten einde vooruitgang in openbare gesondheid, ekosisteemveerkragtigheid, en volhoubare ontwikkeling te bevorder. Ons bestudeer mikrobiese gemeenskappe in diverse Afrika-omgewings insluitend menslike, dier-, grond-, en akwatiese stelsels deur die toepassing van voorpunt-multi-omika, -bioinformatika, en -isteembiologie toe te pas. 

Meer by https://africanmicrobiomeproject.org/