Les microplastiques ne sont pas seulement un désastre environnemental, participant à dévaster les éco-systèmes marins, ils sont aussi une menace sanitaire. D’une taille inférieure à 5 millimètres, soit 70 fois plus fins que le diamètre d’un cheveux, ces microplastiques sont issus de nos activités terrestres et se trouvent dans tous nos produits, des cosmétiques au dentifrice en passant par les microfibres des vêtements, notre alimentation, l'air et l'eau potable.
Déjà considérés comme un danger pour la santé humaine, ils pourraient participer à l’antibiorésistance bactérienne. Dans une étude publiée dans le Journal of Hazardous Materials Letters, des chercheurs de l'Institut de technologie du New Jersey (États-Unis) montrent comment, en passant dans les canalisations et en entrant dans les stations d’épuration, ces microplastiques peuvent augmenter jusqu’à trente fois la résistance aux antibiotiques de certaines souches de bactéries. Lorsqu’ils s'écoulent dans les canalisations domestiques et pénètrent dans les stations d'épuration des eaux usées, ces agents pathogènes se retrouvent en effet pris au piège dans les biofilms de microplastiques qui peuvent se former à l'intérieur des tuyaux.
Selon Mengyan Li, auteur de l’étude, "ces stations d'épuration peuvent être des points chauds où convergent divers produits chimiques, des bactéries résistantes aux antibiotiques et des agents pathogènes". "Ce que notre étude montre, c'est que les microplastiques peuvent servir de supports à ces derniers, posant des risques imminents pour le biote aquatique et la santé humaine s'ils contournent le processus de traitement des eaux."
3 gènes impliqués dans la résistance aux antibiotiques courants
Les chercheurs ont recueilli des lots d'échantillons de boues provenant de trois stations d'épuration domestiques du nord du New Jersey. Ils ont ensuite inoculé les échantillons en laboratoire avec deux microplastiques commerciaux très répandus : le polyéthylène (PE) et le polystyrène (PS). Leur objectif : identifier les espèces de bactéries qui ont tendance à se développer sur les microplastiques, tout en suivant les changements génétiques des bactéries.
Leur analyse a révélé que trois gènes en particulier - sul1, sul2 et intI1 - connus pour favoriser la résistance aux antibiotiques courants, les sulfamides, étaient jusqu'à 30 fois plus nombreux sur les biofilms de microplastiques que dans les tests de contrôle du laboratoire utilisant des biofilms de sable après seulement trois jours.
Lorsque l'équipe a ajouté aux échantillons un antibiotique, le sulfaméthoxazole (SMX), elle a constaté que les gènes de résistance aux antibiotiques ont été amplifiés jusqu'à 4,5 fois.
Cela signifie que ce ne sont pas seulement les antibiotiques qui ont renforcé les gènes de résistance dans ces bactéries. Les microplastiques ont aussi contribué à augmenter l’antibiorésistance bactérienne.
La formation d’un biofilm semblable à de la colle
Huit espèces différentes de bactéries se sont fortement enrichies sur les microplastiques. Parmi elles, deux pathogènes humains émergents généralement liés aux infections respiratoires (Raoultella ornithinolytica et Stenotrophomonas maltophilia). Une autre souche bactérienne, Novosphingobium pokkalii, est quant à elle soupçonnée par les scientifiques d’être la clé de la formation du biofilm collant qui attire et retient les agents pathogènes.
"Nous pourrions penser que les microplastiques sont de minuscules billes, mais ils offrent une énorme surface de résidence aux microbes, souligne le Pr Li. Lorsque ces microplastiques entrent dans la station d'épuration et se mélangent aux boues, des bactéries comme Novosphingobium peuvent accidentellement se fixer à la surface et sécréter des substances extracellulaires semblables à de la colle. Lorsque d'autres bactéries se fixent à la surface et se développent, elles peuvent même échanger de l'ADN entre elles. C'est ainsi que les gènes de résistance aux antibiotiques se propagent au sein de la communauté."