Les nanoplastiques sont déjà préoccupants car les gens peuvent les ingérer directement, mais de nouvelles recherches pointent un autre danger possible. Ces minuscules particules de plastique pourraient également rendre les bactéries nocives plus difficiles à contrôler.
Dans une étude publiée dans Water Research, la chercheuse de Virginia Tech Jingqiu Liao et une équipe internationale ont découvert que les nanoplastiques peuvent interagir avec les microbes environnementaux d'une manière qui pourrait créer des risques indirects pour la santé humaine, en particulier dans les systèmes d'eau potable.
« Il est très important de mieux comprendre les effets néfastes des nanoplastiques sur la santé humaine, et pas seulement chez les humains mais aussi dans l'environnement, ce qui influence indirectement la santé humaine », a déclaré Liao, professeure adjointe en génie civil et environnemental. « Les nanoplastiques peuvent permettre aux pathogènes résistants aux antimicrobiens de mieux survivre, ce qui pourrait être nocif pour l'environnement et aurait des implications pour la santé publique. »
Les chercheurs ont rapporté que les bactéries exposées aux nanoplastiques peuvent devenir plus résistantes aux désinfectants. Cela pourrait créer de sérieux problèmes pour les installations de traitement de l'eau et les réseaux de distribution conçus pour maintenir l'eau potable sûre.
« Lorsque les nanoplastiques interagissent avec le biofilm et les bactéries qu'il contient, ils peuvent renforcer le biofilm et le rendre plus résistant à toute mesure visant à garder l'eau propre », a déclaré Liao, qui est également affiliée au Global Change Center du Fralin Life Sciences Institute.
Les nanoplastiques sont une catégorie plus petite de microplastiques. Leur taille varie d'environ 1 à 1 000 nanomètres et ils ne sont pas visibles à l'œil nu. Dans cette étude, les chercheurs ont examiné comment ces particules affectent la formation de biofilms dans les systèmes d'eau potable.
Les biofilms sont des groupes de bactéries qui se fixent aux surfaces, y compris les parois internes des canalisations d'eau. Les microbes produisent une matière protectrice autour d'eux qui aide à protéger la communauté des menaces environnementales.
Les biofilms ne sont pas toujours nocifs. Dans certains contextes, ils peuvent aider à éliminer des substances indésirables. Cependant, à l'intérieur des systèmes de distribution d'eau potable, ils peuvent présenter un risque car certaines des bactéries qu'ils contiennent peuvent provoquer des maladies.
La question est encore compliquée par les bactériophages, qui sont des virus infectant les bactéries. Avant cette recherche, les scientifiques savaient relativement peu de choses sur la façon dont les nanoplastiques pourraient affecter les relations entre les biofilms, les bactéries et ces virus.
« Le processus principal qui nous intéressait particulièrement est la façon dont les bactéries et les bactériophages interagissent entre eux pendant le processus où les nanoplastiques influencent le biofilm dans son ensemble », a déclaré Liao, également affiliée au Center for Emerging, Zoonotic, and Arthropod-borne Pathogens du Fralin Life Sciences Institute.
Les chercheurs ont étudié un biofilm composé d'E. coli et de Pseudomonas aeruginosa. Lorsque le biofilm a été exposé aux nanoplastiques, les bactéries ont répondu de plusieurs manières : différentes bactéries « communiquent » entre elles et libèrent des substances qui rendent le biofilm plus épais, plus lourd et plus protecteur ; les prophages deviennent actifs, détruisant les cellules bactériennes et produisant de nouvelles particules virales ; et les bactéries se défendent en utilisant CRISPR comme système de défense antiviral.
L'étude a révélé que l'exposition aux nanoplastiques augmentait la résistance physique du biofilm et le rendait plus résistant aux désinfectants. Les auteurs concluent que « l'augmentation de la résistance mécanique du biofilm et sa résistance aux désinfectants soulignent un défi potentiel pour les systèmes de traitement et de distribution de l'eau, car les nanoplastiques pourraient augmenter la formation de biofilms difficiles à éradiquer à la surface de certains systèmes de traitement et de distribution de l'eau. »
Liao a déclaré que des études supplémentaires sont nécessaires pour identifier les processus moléculaires qui sous-tendent les réponses des biofilms complexes contenant plusieurs espèces microbiennes. Elle a également noté que la taille des particules pourrait jouer un rôle important – les microplastiques sont plus gros que les nanoplastiques et pourraient