The microbiological content of drinking water traditionally is determined by employing culture-dependent methods that are unable to detect all microorganisms, especially those that are not culturable (Brumfield et al. PLoS One. 2020). This research project intends to verify the presence of "antibiotic resistance bacteria" (ARB) and their related genes (ARGs), and class 1 integrons, in drinking water, utilizing molecular methods. Molecular methods will allow the assessment of ARGs also from non-cultivable species, or in bacterial species not normally researched in water drinking assessment. In fact we should considered that viable but not culturable bacteria (VBNC), or also other cultivable bacteria not normally investigated such as Gallionella ferruginea, Geobacter, Desulfovibrio, Aeromonas etc., could harbor resistance genes. This method of research should therefore allow avoiding that the amount of ARBs in drinking water is underestimated.
We therefore intend to investigate on the possible presence of ARB and their related ARGs in different drinking water and mineral water samples. The samples will be collected at the point of consumer use (tap water) and from bottled mineral water samples.
Using standard filtration methods, the total bacterial DNA collected from different water samples will be assayed for the presence of the related ARGs and intI gene via qPCR techniques.
The proposed research represent the first study in Italy, with a metagenomics approach, aimed at investigates the presence of bacterial ARGs in drinking water, usually not tested for this purpose. Results will indicate whether different drinking waters could be a potential source of antimicrobial resistance genes (ARGs) for human consumers, as well as giving us strategic information about the opportunity to extend this study to a wider scenario of Italian drinking waters, eventually extending this research also to the presence of freely circulating (extracellular) genes, in drinking water.
Nonostante, a oggi, gli studi sulla presenza di geni di resistenza (ARGs) e di eventuali elementi genetici mobili nelle acque di superficie, così come nelle acque reflue, sia in costante aumento, tali indagini nelle acque potabili italiane in generale e nelle acque minerali naturali in particolare, risultano ancora assai scarsi. La possibilità di avviare uno studio pilota in grado di verificare, o anche fugare, il dubbio circa il rischio che acque potabili italiane, di fatto considerate microbiologicamente pure, possano costituire un reservoir di geni codificanti antibiotico resistenza, costituisce un argomento ad oggi ancora poco indagato, e quindi innovativo, specie in Italia, dove fra l'altro, nonostante la qualità dell'acqua potabile sia in genere soddisfacente, il consumo di acque minerali è fra i più alti d'Europa.
I risultati ottenuti potrebbero ampliare le nostre conoscenze sulle caratteristiche di una risorsa primaria, qual è l'acqua, introducendo un nuovo indicatore di qualità basato sulla presenza/assenza nelle acque potabili di geni di resistenza agli antibiotici, che specie nelle acque trattate con sistemi di potabilizzazione, quindi rese microbiologicamente pure, rappresenterebbero una sorta di "memoria dell'acqua".
Questo studio fornirà nuove informazioni su un campo di ricerca ancora poco indagato e consentirà quindi di aprire nuovi argomenti o altresì di dissipare dubbi sulla presenza di ARGs nelle acque potabili.
La valutazione della presenza di ARGs nelle acque potabili consentirebbe un avanzamento delle conoscenze:
-sul possibile trasferimento genetico al microbiota umano;
-sul rischio per la salute umana legato al consumo delle differenti acque;
-sulle possibili sorgenti di contaminazione correlabili ad aspetti antropici e geomorfologici,
I risultati potrebbero rappresentare il primo passo verso ricerche più approfondite che includano anche la ricerca di ARGs extracellulari liberi nelle acque, che potrebbero originare anche in seguito alla purificazione delle acque (HanHao et al., Profiling of intracellular and extracellular antibiotic resistance genes in tap water. 2019, (365):340-345) dovuta alla lisi batterica. Inoltre potrebbero portarci ad ampliare i nostri parametri di valutazione sulla qualità delle acque potabili, e al loro ruolo nel fenomeno della diffusione dell¿antibiotico resistenza.