Un studiu al EPFL a demonstrat că antibioticele pe bază de tetraciclină au un efect neaşteptat asupra dezvoltării unor organisme. Pe lângă sublinierea efectului de poluare exercitat de către aceste antibiotice asupra solului, care sunt administrate pe scară largă şeptelului, cercetătorii le-au cerut colegilor să analizeze consecinţele utilizării lor în experimente care modulează expresia genică.
Photo: Antibioticele afectează puternic creşterea acestei plante, A. thaliana.
Nimeni nu pretinde că antibioticele sunt inofensive. Dar un nou studiu demonstrează că unele dintre acestea au consecinţe neaşteptate asupra dezvoltării unui mare număr de organisme. Cercetătorii au observat efecte semnificative în rândul unor concentraţii similare celor ce se găsesc în solurile pe care cresc alimentele noastre.
De la descoperirea penicilinei în prima jumătate a secolului al 20-lea, antibioticele au reprezentat o binefacere pentru medicină mulţumită eficienţei lor în combaterea infecţiilor bacteriene. În ultimele secole, utilizarea unor noi generaţii de medicamente bazate pe molecule specifice, cunoscute sub denumirea de tetracicline, a devenit foarte răspândită. Acestea acţionează asupra expresiei genice, diminuând-o, stimulând-o sau oprind-o în totalitate.
Abilitatea acestora de a acţiona la nivelul expresiei genice i-a determinat pe mulţi cercetători să folosească antibioticele pe bază de tetracicline în cercetare.
Sufocarea mitocondriei
Dar un studiu efectuat la Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL, Elveţia), publicat luna aceasta în Cell Reports, atrage atenţia asupra folosirii acestei familii de antibiotice. Cercetătorii, conduşi de Norman Moullan şi Laurent Mouchiroud de la Laboratory of Integrative and Systemic Physiology (Nestlé Chair în Energy Metabolism), condus de profesorul Johan Auwerk, au observat că aceste molecule au un efect semnificativ asupra mitocondriilor, „centralele electrice” ale celulelor.
„Nu este chiar atât de surprinzător, având în vedere că mitocondriile sunt, din punct de vedere istoric, bacterii care au evoluat la nivelul celulelor noastre”, afirmă Mouchiroud. „O atenţie deosebită a fost acordată rolului antibioticelor asupra florei noastre intestinale care are de zece ori mai multe celule decât restul corpului nostru. Cu toate acestea, efectele antibioticelor asupra mitocondriilor noastre, care ele însele depăşesc ca număr bacteriile de la nivelul intestinului nostru, nu au fost încă studiate în detaliu.”
În colaborare cu încă alte două echipe de cercetători, una elveţiană (Bart DePlancke) şi una daneză (Riekelt Houtkooper), cercetătorii de la EPFL au reanalizat studiile precedente din acest punct de vedere realizând noi experimente folosind celule animale şi vegetale.
Dezvoltare întârziată
Efectele au fost uriaşe. „După mai multe zile de tratament cu doze mari de doxiciclină, respiraţia mitocondrială a fost vizibil alterată”, explică Moullan. Și mai surprinzător, consecinţele au fost observate de-a lungul întregului lanţ trofic inferior, de la mamifere la muşte la nematode şi la plante. „Dezvoltarea viermilor a fost întârziată. Pe de altă parte, semnele de îmbătrânire au apărut mai încet, ceea ce am observat deja în studiile precedente.”
Cercetătorii au întreprins teste şi asupra Arabidopsis thaliana, o plantă obişnuită care este adesea folosită în cercetarea de laborator. După ce a crescut pe un substrat normal timp de o săptămână, a fost transplantată pe un sol cu diferite concentraţii de doxiciclină. ”Întârzieri în creştere, unele chiar severe, au fost observate după câteva zile, chiar şi în rândul unor soluri în care concentraţia de antibiotice nu era mai mare decât aceea întâlnită în unele soluri agricole contemporane”, afirmă Moullan.
De la furaje la câmp
Această poluare ale cărei consecinţe abia încep să fie evaluate este cauzată de administrarea răspândită a antibioticelor în rândul şeptelului. „Întrucât sunt administrate oral în alimentaţie, sunt doar parţial digerate şi ajung în final în bălegar care este ulterior împrăştiat pe câmpuri”, explică Mouchiroud.
Cantităţile implicate sunt imense, iar mizele economice în egală măsură sobre. În 2011, 5,6 milioane de kilograme de tetraciclină au fost administrate şeptelului din SUA. Un studiu a arătat că aproximativ jumătate din cele 210 kilograme de antibiotice produse în China în 2007 era reprezentată de tetracicline pentru uzul veterinar. „Efectele asupra creşterii unor alte plante decât A. thaliana nu au fost încă studiate, însă rezultatele studiului nostru impun adoptarea unor precauţii”, subliniază Moullan
Cercetătorii le-au atras atenţia colegilor cercetători să fie mai atenţi când folosesc antibioticele în experimente în vederea modulării expresiei genice. „Observi efectul pe care-l cauţi, dar pierzi din vedere faptul că aceste substanţe au consecinţe serioase asupra funcţionării metabolice în totalitate”, adaugă Mouchiroud.
Traducere de Vîjială Sergiu după antibiotics-unexpected-effects-mitochondria, cu acordul editorului