Omnipresenta mikro- och nanoplaster upptäckta att minska antibiotikans effektivitet

Mikroplaster överallt

Det finns en växande medvetenhet både bland allmänheten och den vetenskapliga gemenskapen att mikroplaster är ett allvarligt problem.

Till exempel, mikroplaster har nu påträffats i halspulsådern hos hälften av de patienter som testats i en särskild studie. De hittar också vägen in i mat för hotade arter så långt bort som Galapagosöarna. Återvinning av plast är ofta mindre effektiv eller väl utförd än man föreställt sig, vilket leder till att företag som ExxonMobil blir stämda för sin plastproduktion (XOM ).

Och det verkar som att problemet kan vara ännu större än vi insett. Plast hittar inte bara vägen in i mänskliga och djuriska kroppar, utan kan också minska antibiotikans effektivitet.

Detta upptäcktes av forskare vid universitetet i Bonn (Tyskland), universitetet i Wien, universitetet i Bath (Storbritannien), Umeå universitet (Sverige) och universitetet i Debrecen (Ungern). De publicerade sin upptäckt i Scientific Reports, under titeln “The adsorption of drugs on nanoplastics has severe biological impact¹”.

Mikro‑ och nanoplastikens kemiska interaktioner

Forskarna undersökte interaktionerna mellan vanliga antibiotika och ett urval av de mest använda plasttyperna: polyeten (PE), polypropen (PP), polystyren (PS) och nylon 6,6 (N66).

För att göra detta använde de kemisk beräkning, en metod som beräknar interaktionen mellan kemiska föreningar “in-silico” (i ett datorprogram).

De fokuserade främst på nanoplaster, eller plastpartiklar mindre än 0,001 millimeter, som anses särskilt skadliga för människor och miljön på grund av sin lilla storlek.

Dessa partiklar släpps ut i stora mängder av plast i vår miljö, hem och kläder, särskilt kläder, med både höga utsläpp i inomhusluft och i vatten från tvättmaskiner. Detsamma kan förväntas vara högt i medicinskt kontrollerade miljöer som sjukhus.

Det studerade antibiotikumet var tetracyklin, ett bredspektrumantibiotikum som används för att bekämpa infektioner som redan är resistenta mot andra enklare antibiotika.

Källa: Nature

Nylon: Den värsta förövaren

Forskarna fann att nylon bildar vida de sämsta mikroplastpartiklarna när det gäller bindning till tetracyklin.

“Bindningen var särskilt stark med nylon, vilket pekar på en i stor utsträckning underskattad fara inomhus.

Den mikro‑ och nanoplastikbelastning är omkring fem gånger högre där än utomhus. Nylon är en av orsakerna till detta: den släpps från textilier och kommer in i kroppen via andning, till exempel.

Lukas Kenner – Wien huvudforskar i projektet

Alltså, inte bara kan mikroplaster vara giftiga i sig själva, utan de kan också påverka hur antibiotika fungerar, vilket är mycket viktigt att beakta eftersom belastningen av mikroplaster i kroppen ökar.

Testning i vatten och levande celler

De kontrollerade sedan hur antibiotika‑mikroplast‑aggregatet reagerade på vatten och temperatur. I alla testade förhållanden bestod aggregatet i vatten, vilket indikerar att det sannolikt gör det i verkliga miljöer.

Källa: Nature

Datorsimuleringar var ett bra sätt att förstå hur antibiotika reagerar på plastpartiklar på atomnivå, men detta bevisade inte fullt ut att samma sak skulle ske i verkligheten. Därför utförde forskarna också tester på levande celler in‑vitro.

Det visade att den biologiska aktiviteten hos tetracyklin minskar avsevärt i närvaro av nanoplastikpartiklar. Så inte bara binds antibiotikamolekylerna av plasten, utan det verkar tydligt minska läkemedlets effektivitet.

Källa: Nature

Mikro‑ och nanoplaster är också kända för att ibland ansamlas i specifika celler eller vävnader. Eftersom de nu är kända för att transportera antibiotika med sig, kan det leda till lokalt höga koncentrationer av antibiotika, vilket ger ytterligare oönskade biverkningar.

Orsakar mikroplaster antibiotikaresistens?

Närvaron av intakta men ineffektiva antibiotika är en allvarlig oro. Ju fler dödliga bakterier som utsätts för antibiotika, desto mer sannolikt är det att de utvecklar resistens mot läkemedlet.

Det blir ännu värre, eftersom nanoplastikpartiklar har visat sig koncentrera antibiotika, samtidigt som de delvis neutraliserar dess effekter.

“Vår upptäckt att den lokala koncentrationen av antibiotika på ytan av nanoplastikpartiklar kan öka är särskilt oroande.

Denna ökning i koncentration kan leda till utveckling av antibiotikaresistenta bakterier. Plaster såsom nylon 6,6, men även polystyren, som binder starkare till tetracyklin, kan därför öka risken för resistens.”

Lukas Kenner – Wien huvudforskar i projektet

Detta illustrerar sannolikt behovet av nya antibakteriella behandlingar som inte förlitar sig på antibiotika, med tur är att flera nya teknologier dyker upp samtidigt, från utnyttjande av virus kallade bakteriofager, till mRNA‑vacciner eller märkligt nog, syntetiska polymerer som inte är helt olik plast från ett kemiskt perspektiv.

Företag för att motverka mikroplaster

VLTO Prisdiagram

Veralto är resultatet av avknoppningen av vattenrelaterade aktiviteter från mätnings- och miljökonglomeratet Danaher (DHR ).

Som sådan är det arvtagare till Pall Corporation som förvärvades av Danaher 2015, en global ledare inom vattenreningsprodukter.

Veralto är en grupp bestående av många företag, som kan delas in i 2 segment: vattenkvalitet & produktkvalitet/tillverkning.

Källa: Veralto

Sammanlagt får Veralto hälften av sin inkomst från Nordamerika, och en fjärdedel vardera från Europa och högväxande marknader (resten av världen).

Företaget fokuserar på att skapa en stabil intäktsström, med 57 % av försäljningen återkommande, eftersom dess maskiner är integrerade i kundernas dagliga verksamhet och kräver regelbundet inköp av förbrukningsmaterial för den installerade utrustningen.

Källa: Veralto

Företaget ansvarar för åtminstone en del av vattenreningsprocessen för mer än 3,4 miljarder människor världen över.

Dess filter, sensorer och vattentransportsystem kommer att bli allt viktigare för att hantera problemet med generell förorening av mikroplaster i vårt färskvatten och avloppsvatten.

I enlighet med företagets DNA av serieförvärv som ärvt från Danaher, expanderar det genom förvärv, senast med förvärvet av TraceGains, en molnbaserad mjukvaruleverantör för inköp av ingredienser, som används av livsmedels- och dryckesindustrin. Detta bör stärka Veraltos position i varje steg av värdekedjan när de levererar tjänster till livsmedelsproduktionssektorn (produktkvalitetssegmentet).

Källa: Veralto

Veralto är ett ledande företag inom vattensegmentet, liksom livsmedelssäkerhet. Med ökande förorening, inklusive mikroplaster, är det sannolikt att de fortsätter växa genom att erbjuda extra övervaknings- och föroreningsåtgärdslösningar.

TMO Prisdiagram

ThermoFisher är en ledare inom laboratorieinstrument och analytiska verktyg för den kemiska och bioteknikindustrin, med 125 000 anställda.

Det tillhandahåller innovativa och avancerade lösningar för en rad tillämpningar, inklusive:

• livsvetenskaper
• läkemedel
• bioteknik
• medicinsk diagnostik

Det täcker en mycket stor marknad, på 235  miljarder dollar i storlek. Dess förmåga att betjäna ett så brett spektrum av sektorer beror delvis på dess position i framkant av nanoteknologisk utveckling, vilket underlättar framsteg av lösningar som driver vetenskapliga upptäckter och förbättrar hälsoresultat.

Detta gör det till en viktig partner för produktion i skala av avancerad medicinsk behandling och andra bioteknikprodukter.

Källa: ThermoFisher

Thermo Fisher’s instrument hjälper till att övervaka nanoplastikförorening, vilket stödjer miljöstudier och föroreningshantering. Deras teknologier är avgörande för att utveckla metoder som minskar nanoplastikens påverkan i olika ekosystem och industrier.

Dess breda tillämpningar inom biosciences, medicinsk diagnostik och miljöövervakning skapar flera tillväxtmöjligheter.

Dessutom förbättrar strategiska förvärv och partnerskap dess nanoteknologiska kapacitet och marknadsräckvidd, vilket ytterligare driver tillväxtpotentialen och fortsätter trenden med serieförvärv under de senaste åren.

Källa: ThermoFisher

Så sammanfattningsvis, när bioteknikindustrin växer, liksom behovet av att övervaka föroreningar som mikroplaster, är det sannolikt att ThermoFisher kommer fortsätta öka sin försäljning, samtidigt som de är avgörande för att skapa nya marknader genom nya analytiska kapaciteter inom precisionsmedicin, proteomik, elektronmikroskopi osv.

Studierreferens:

^{1. Dick, L., Batista, P. R., Zaby, P., et al. (2024). Adsorptionen av läkemedel på nanoplaster har allvarlig biologisk påverkan. Scientific Reports, 14, Article 25853. https://doi.org/10.1038/s41598-024-75785-4}