Des filtres bactériens pour capter des résidus d’antibiotiques dans les eaux
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« Des composants de bactéries filtrent des résidus d'antibiotiques dans les eaux souterraines », source 113th General Meeting of the American Society for Microbiology.
Des chercheurs de l'Université de Cincinnati ont mis au point et testé un filtre nano solaire qui est capable d'enlever des cancérogènes dangereux et des antibiotiques de l’eau, lacs et fleuves, à un taux significativement plus élevé que la filtration sur charbon actif.
Vikram Kapoor, doctorant en génie de l'environnement et David Wendell, professeur adjoint en génie de l'environnement, rapportent leur développement et leurs essais du nouveau filtre composé de deux protéines bactériennes qui est capable d'absorber 64% des antibiotiques dans les eaux de surface contre environ 40% qui est absorbé par la filtration sur charbon actif utilisée actuellement. Un des aspects les plus passionnants de ce filtre est la possibilité de réutiliser les antibiotiques qui sont capturés.
« La présence d'antibiotiques dans les eaux de surface est nuisible en ce qu'elle engendre des bactéries résistantes et tue des micro-organismes utiles, qui peuvent dégrader les milieux aquatiques et la chaîne alimentaire. En d'autres termes, les agents infectieux tels que des virus et des bactéries causant des maladies deviennent plus nombreux tandis que la santé des cours d'eau et les lacs se dégradent », explique Kapoor.
Les filtres nano nouvellement développés, chaque diamètre est beaucoup plus petit qu'un cheveu humain, pourraient avoir un grand impact sur la santé humaine et sur la santé de l'environnement aquatique (puisque la présence d'antibiotiques dans les eaux de surface peuvent également affecter les systèmes endocriniens des poissons, les oiseaux et autres animaux sauvages).
Le filtre utilise l'un des éléments mêmes qui permettent aux bactéries résistantes aux antibiotiques d’être si dangereuses, une pompe protéique appelée AcrB.
« Ces pompes sont un produit étonnant de l'évolution. Ce sont essentiellement des dispositifs sélectifs de déchets des bactéries. Notre innovation tourne autour de ce système. Ainsi, au lieu de pomper vers l’extérieur, on pompe les composés dans des protéo-vésicules », explique Kapoor.
Le fonctionnement de la nouvelle technologie de filtration est alimenté par la lumière directe du soleil contrairement aux besoins en grande énergie pour le fonctionnement du filtre à charbon actif standard.
La technologie de filtrage permet également le recyclage des antibiotiques.
« Après que ces nouveaux nano filtres nano aient absorbé les antibiotiques dans les eaux de surface, les filtres peuvent être extraits de l'eau et traités afin de libérer les antibiotiques, leur permettant d'être réutilisés. D'autre part, les filtres de charbon sont régénérés par chauffage à plusieurs centaines de degrés, ce qui brûle les antibiotiques », explique Kapoor.
Les nouveaux filtres de protéines sont très sélectifs. Actuellement utilisées, les filtres à charbon actif servent d’« attrape tout », filtrant une grande variété de contaminants. Cela signifie qu'ils se bouchent plus rapidement avec des matières organiques naturelles qui se trouvent dans les rivières et les lacs.
« Jusqu'à présent, notre innovation promet d'être un moyen respectueux de l'environnement pour l'extraction des antibiotiques dans les eaux de surface pour lesquelles nous dépendons tous. Elle a également le pouvoir de récupérer et de réutiliser les antibiotiques », explique Kapoor.
Les chercheurs ont testé le filtre nano fonctionnant à l’énergie solaire versus la filtration par charbon actif, le traitement actuel standard en dehors du laboratoire, dans l'eau recueillie à partir de la rivière Little Miami. En utilisant seulement la lumière du soleil comme source d'énergie, ils ont réussi à éliminer sélectivement des antibiotiques comme l’ampicilline et la vancomycine, des antibiotiques couramment utilisés chez l’homme et à usage vétérinaire et le colorant de l’acide nucléique, le bromure d'éthidium, qui est un puissant cancérigène pour l’homme et les animaux aquatiques.
NB : On pourra retrouver de plus amples éléments sur ce lien de l’Université de Cincinnati.
Légende de la photo. Ces sphères représentent des filtres d’antibiotiques fonctionnant à l’énergie solaire. Chaque sphère est plus petite que le diamètre d'un cheveu humain. Un jour, une série de ces filtres pourront flotter en aval de zones urbaines ou agricoles pour capturer des composés dangereux dans l'eau.






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