Steeds virulentere stammen van Escherichia coli circuleren in afvalwater over de hele wereld, en de race is begonnen om nieuwe behandelingsprocessen te vinden die de verspreiding van deze ziekteverwekkers kunnen helpen verminderen. KAUST-onderzoekers onderzochten hoe drie stammen van E. coli gevonden in de afvalwatervoorziening van Jeddah het deden wanneer ze in fel zonlicht werden geplaatst:ze toonden, terwijl twee stammen werden verminderd, één stam bleef bestaan.

"Zonnestraling wordt op veel plaatsen onbedoeld gebruikt wanneer gezuiverd afvalwater wordt opgeslagen in een verdampingsvijver voordat het opnieuw wordt gebruikt of wanneer het wordt gebruikt om gewassen bij daglicht te irrigeren, " zegt Pei-Ying Hong, die het project leidde met promovendus Nada Al-Jassim en collega's van het Water Desalination and Reuse Center van KAUST. "Echter, omdat deze benadering onbedoeld is, het is moeilijk om te weten hoe succesvol het is geweest. Daarom hebben we besloten om te analyseren wat er gebeurt met E. coli in afvalwater onder zonnestraling."

Van zonlicht is bekend dat het ziekteverwekkers in zoet water doodt. In feite, zoals Hong opmerkt, niet-gouvernementele organisaties bevelen aan dat plattelandsgemeenschappen zonder behandeling voor elementair drinkwater hun water moeten opslaan in transparante plastic flessen, en dat ze deze flessen enkele uren in direct zonlicht plaatsen voordat ze worden geconsumeerd.

Het team van Hong gebruikte een soortgelijk idee; ze bereidden twee reactoren voor die elk een stam van E. coli droegen - een recent ontdekte, zeer antibioticaresistente stam genaamd PI-7, en een gemeenschappelijke niet-virulente stam genaamd DSM1103. Deze reactoren werden 24 uur lang blootgesteld aan zonnestraling, terwijl twee identieke reactoren als controles in het donker werden bewaard. Het team nam met regelmatige tussenpozen monsters van de vier reactoren en analyseerde veranderingen in de genetische samenstelling en de overlevingskansen van elke E. coli-stam.

"Het aantal levensvatbare cellen van beide stammen nam aanzienlijk af, maar E. coli PI-7 vervalt langzamer in vergelijking met DSM1103, "zegt Hong. "Nogal verontrustend, en in tegenstelling tot DSM1103, PI-7 vormde 'aanhoudende' cellen in de latere stadia van langdurige blootstelling aan de zon. Dit betekent dat een klein deel van de PI-7-cellen bestand is tegen zonnebehandeling en weer aangroeit wanneer de omgevingsomstandigheden gunstig worden."

PI-7 verdedigde zichzelf tegen zonnestraling door genen te reguleren die verband houden met cellulair herstel en oxidatieve stress, samen met verschillende virulentiefactoren. Echter, tijdens de genetische analyse, Al-Jassim merkte met belangstelling op dat genen die door PI-7 worden gedragen om het tegen virussen te beschermen, werden gedownreguleerd tijdens zonnestraling.

"Ik werk nu aan het isoleren van deze virussen, bekend als bacteriofagen, in de hoop dat ze kunnen worden gebruikt om de gevoeligheid van PI-7 voor zonnestraling te vergroten, ", zegt Al-Jassim. "Door zowel bacteriofagen als zonnestraling tegelijkertijd te gebruiken, dergelijke antibioticaresistente stammen kunnen gemakkelijker worden gedood."