มลพิษไมโครพลาสติกช่วยไวรัสและยืดอายุการติดเชื้อ

เศษพลาสติกเล็กๆ เป็นที่หลบภัยของเชื้อโรคเหล่านี้ และพลาสติกเก่าๆ ดูเหมือนจะป้องกันได้ดีกว่า

เศษพลาสติกในน้ำอาจเป็นที่หลบภัยของไวรัส การวิจัยใหม่แสดงให้เห็น ไวรัสที่เดินทางโดยรถยนต์บนพลาสติกยังแพร่เชื้อได้นานกว่าไวรัสที่ลอยอยู่ในน้ำอย่างอิสระ นอกจากนี้ การป้องกันที่พลาสติกสามารถป้องกันไวรัสได้เพิ่มขึ้นเมื่อพลาสติกแตกตัว นั่นหมายความว่าปัญหาอาจแย่ลงก่อนที่จะดีขึ้น

เศษพลาสติกที่ลอยอยู่ที่เรียกว่าไมโครพลาสติก คิดเป็นประมาณร้อยละ 80 ของขยะในมหาสมุทร เป็นเวลา 10 ปีขึ้นไป การศึกษาแสดงให้เห็นว่าถังขยะพลาสติกที่มีอายุการใช้งานยาวนานสามารถเป็นแหล่งอาศัยของเชื้อโรคได้ แต่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ แบคทีเรียเป็นจุดสนใจของการวิจัยดังกล่าว การศึกษาใหม่ได้ขยายการค้นพบเหล่านี้ไปสู่โลกของไวรัส

ปีที่แล้ว นักวิจัยจาก New Jersey Institute of Technology ในเมือง Newark รายงานว่า ไมโครพลาสติกสามารถทำหน้าที่เป็นช่องทางที่อาศัยของแบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ เชื้อโรคดังกล่าวสามารถเข้าไปอยู่ในเนื้อหอยได้ เมื่อจับหรือกินโดยคน เชื้อโรคเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดโรคในมนุษย์ได้ แบคทีเรียเหล่านี้จำนวนมากอาศัยอยู่ในโคโลนีเคลือบเมือกที่เรียกว่าไบโอฟิล์ม แบคทีเรียที่ปกป้องด้วยฟิล์มชีวภาพจะอยู่รอดบนไมโครพลาสติกได้นานกว่าแบคทีเรียที่ลอยอยู่อย่างอิสระ นั่นคือการค้นพบของการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา

แต่ “แล้วไวรัสล่ะ” ถาม Manfred Weidmann เขาเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านไวรัสที่ Brandenburg Medical School ในเมือง Senftenberg ประเทศเยอรมนี ไวรัสสามารถติดไปกับพลาสติกได้เช่นกัน เขาตั้งข้อสังเกต ตัวอย่างเช่น เมื่อต้นปี 2550 มีการพบเห็นพวกมันจับจ้องไปที่ขวดพลาสติก

สำหรับ Weidmann และทีมงานของเขา ไมโครพลาสติกที่แนะนำนี้อาจสามารถปกป้องนักโบกรถที่ติดเชื้อไวรัสได้ เมื่อการแพร่ระบาดของโควิด-19 ทำให้จุดสนใจเกี่ยวกับโรคไวรัส ทีมงานของเขาและคนอื่นๆ ก็เริ่มทดสอบแนวคิดนี้ สิ่งที่พวกเขาพบชี้ให้เห็นถึงความเสี่ยงอีกประการหนึ่งที่เกิดจากมลพิษพลาสติกขนาดเล็ก

นักโบกรถไวรัส

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ในบริสเบน ออสเตรเลีย ศึกษาว่าไวรัสเกาะหรือดูดซับกับพื้นผิวของไมโครพลาสติกได้อย่างไร “เราทำการศึกษาการดูดซับในเชิงลึกมาก” Ji Lu กล่าว เขาเป็นนักจุลชีววิทยาที่ Australian Centre for Water and Environmental Biotechnology ของโรงเรียน

ทีมของเขาใช้สีย้อมสีเขียวชนิดพิเศษทำให้ไวรัสเรืองแสงได้ พวกเขาไม่ได้ใช้ไวรัสที่ทำให้คนติดเชื้อ พวกเขากลับใช้ bacteriophage (Bak-TEER-ee-oh-fayj) หรือเรียกสั้นๆ ว่า phage นั่นเป็นไวรัสชนิดพิเศษ – ไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย เฟสที่พวกเขาใช้เรียกว่า T-4

กลุ่มของ Lu ผสม T-4 phages กับเม็ดพลาสติกในน้ำ จากนั้นพวกเขาก็ถอดลูกปัดออกและวัดความเรืองแสงของน้ำ สิ่งนี้บอกพวกเขาว่าเหลือไวรัสที่ลอยอยู่ได้กี่ตัว จากนั้นพวกเขาก็หาจำนวนไวรัสที่ถูกดูดซับ ทีมงานทำการทดสอบโดยใช้ชิ้นพลาสติกขนาดต่างๆ พวกเขายังทดสอบพลาสติกใหม่กับพลาสติกเก่า เมื่อเศษพลาสติกมีขนาดเล็กลง ไวรัสก็ติดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทีมงานพบว่าไวรัสมากถึง 98 เปอร์เซ็นต์ถูกดูดซับไปยังชิ้นส่วนที่เล็กที่สุด

Weidmann กล่าวว่า ไมโครพลาสติกขนาดเล็กกว่าสามารถดูดซับไวรัสได้มากกว่า จึงสมเหตุสมผล ไวรัสยึดติดกับพื้นผิว และยิ่งเม็ดบีดมีขนาดเล็กลง มวลของเม็ดบีดก็จะยิ่งเป็นส่วนหนึ่งของพื้นผิวมากขึ้นเท่านั้น เมื่อขวดพลาสติกแตก ปริมาณพลาสติกทั้งหมดจะเท่าเดิม แต่พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ให้ลองนึกภาพน้ำตาลก้อนในน้ำ ทั้งสี่ด้านของลูกบาศก์สัมผัสกับน้ำ แต่ถ้าคุณบดน้ำตาลให้เป็นผงล่ะ การบดมันไม่ได้เปลี่ยนปริมาณน้ำตาล แต่ปริมาณผิวสัมผัสน้ำกลับเพิ่มขึ้น นั่นยังอธิบายว่าทำไมน้ำตาลผงจึงละลายได้เร็วกว่าน้ำตาลก้อน

แต่ ‘สถานการณ์จริง’ คืออะไร?

แต่เดี๋ยวก่อน Weidmann กล่าว การศึกษานี้ไม่ได้ดูที่ “สถานการณ์จริง” มันมองเฉพาะไมโครพลาสติกที่ “เปล่า” เท่านั้น — ซึ่งเขาหมายถึงพลาสติกบริสุทธิ์ ในมหาสมุทร เขาชี้ให้เห็นว่า พลาสติกกำลังถูกอาบไปด้วยสิ่งที่เรียกว่า “ซุปของจุลินทรีย์”

ทามาร์ โคห์นเห็นด้วย เธอไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาของ Weidmann แต่เธอเป็นวิศวกรสิ่งแวดล้อมที่ Swiss Federal Institute of Technology ในเมืองโลซานน์ เศษพลาสติกเล็ก ๆ จะถูกเคลือบด้วยขยะ เธอกล่าว จากนั้นแบคทีเรียจะตั้งรกรากอยู่ในขยะ พูดสั้น ๆ ก็คือ แบคทีเรียเหล่านั้นจะไปสร้างฟิล์มชีวภาพ

ไวรัสดูดซับพลาสติกที่เคลือบไบโอฟิล์มหรือไม่? ใช่ กลุ่มของ Weidmann ค้นพบ ไวรัสประเภทต่างๆ ทั้งหมดที่พวกเขาทำการทดสอบติดอยู่ที่พลาสติกเคลือบไบโอฟิล์ม และพวกเขารวมหนึ่ง (โรตาไวรัส) ที่ทำให้ลิงเป็นโรคท้องร่วง ไวรัสนี้คล้ายกับโรตาไวรัสที่สามารถแพร่เชื้อสู่คนได้ ทีมงานแบ่งปันสิ่งที่ค้นพบในเดือนตุลาคม 2565 มลพิษสิ่งแวดล้อม

Tatiana Prado กล่าวว่าไวรัสมีความแตกต่างกันในหลายๆ ด้าน เธอเป็นนักไวรัสวิทยาที่สถาบันออสวัลโด ครูซ ในเมืองรีโอเดจาเนโร ประเทศบราซิล ประการหนึ่ง เคมีบนพื้นผิวของไวรัสอาจแตกต่างกันไป และนั่นสามารถเปลี่ยนวิธีการที่ไวรัสเกาะติดกับพลาสติกได้ สำหรับการศึกษาพลาสติกเปล่า ซึ่งใช้เฉพาะ T-4 phage การทดสอบไวรัสต่างๆ ในการศึกษาติดตามผลจะมีความสำคัญ

โคห์นเห็นด้วย T-4 แตกต่างจากไวรัสส่วนใหญ่อย่างมาก มันดูแตกต่างกันด้วยซ้ำ T-4 phage ดูเหมือนแมงมุม ในทางตรงกันข้าม ไวรัสของมนุษย์ส่วนใหญ่มีรูปร่างคล้ายลูกบอล หากจะสันนิษฐานว่าไวรัสตัวอื่นจะทำตัวเหมือน T-4 phage เธอกล่าวว่า “เป็นเรื่องยืดเยื้อมาก”

ในอนาคต Lu หวังที่จะทดสอบไวรัสต่างๆ — “โดยเฉพาะไวรัสของมนุษย์” — บนพลาสติกเปล่า

ต่อไป Weidmann ต้องการทราบว่าไวรัสจะ “คงความสามารถในการแพร่เชื้อ” เมื่อติดอยู่กับพลาสติกหรือไม่

เขตรักษาพันธุ์พลาสติก

ทีมของ Weidmann และ Lu รู้ว่ามีไวรัสกี่ตัวที่เกาะติดเศษพลาสติก คำถามคือไวรัสเหล่านั้นโดยพื้นฐานแล้ว “ตาย” หรืออาจแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ที่มีชีวิต ในการทดสอบนั้น ทั้งสองทีมนำไวรัสที่ดูดซับพลาสติกออกและผสมกับเซลล์ที่แข็งแรง จากนั้นพวกเขาก็ดูจำนวนเซลล์ที่ติดเชื้อ ทีมของ Weidmann ทดสอบไวรัสจากพลาสติกที่มีฟิล์มชีวภาพ ทีมของ Lu ทดสอบไวรัสจากพลาสติกเปล่า

หลังจากผ่านไป 10 วัน กลุ่มของ Lu พบว่าไวรัสที่ล่องลอยได้อิสระน้อยกว่า 1 ตัวใน 100 ตัวยังคงสามารถแพร่เชื้อในเซลล์ได้ “ในการเปรียบเทียบ” Lu ตั้งข้อสังเกตว่าไวรัสมากกว่าสองในทุกๆ สามตัวที่ดูดซับ “ยังคงทำงานของมันอยู่”

ทีมของ Weidmann ทดสอบการติดเชื้อไวรัสหลังจากผ่านไปเพียงสองวัน มันยังทำงานร่วมกับไวรัสหลักสองประเภท ได้แก่ ประเภทที่ห่อหุ้มและไม่ห่อหุ้ม

ชนิดห่อหุ้มจะบอบบางกว่า ซองจดหมายนั้น “ไม่มีคุณสมบัติในการป้องกันเลย” Kata Farkas อธิบาย เธอเป็นนักไวรัสวิทยาที่มหาวิทยาลัย Bangor ในเวลส์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสหราชอาณาจักร ในทางตรงกันข้าม ไวรัสที่ไม่ได้ถูกหุ้มห่อหุ้มด้วย “เกราะป้องกันโปรตีนที่มีโครงสร้างดีและมีความเสถียรสูงมาก” เธอตั้งข้อสังเกต ไวรัสโคโรนาที่เป็นสาเหตุของ COVID-19 เป็นตัวอย่างของไวรัสที่ถูกห่อหุ้ม Rotavirus เป็นไวรัสที่ไม่ห่อหุ้ม

ทีมงานของ Weidmann รายงานว่าการเกาะติดเศษพลาสติกทำให้การติดเชื้อของไวรัสทั้งสองชนิดยืดเยื้อ

พลาสติกป้องกันไวรัสได้อย่างไร?

Lu มีแนวคิดเกี่ยวกับวิธีการทำงานของการป้องกันนี้ T-4 เฟสมีลักษณะเหมือนหาง ไวรัสเหล่านี้ใช้หางของมัน Lu อธิบาย เพื่อระบุและโจมตีเซลล์ และภายใต้กล้องจุลทรรศน์ กลุ่มของ Lu เห็นว่าไวรัสเหล่านี้ติดอยู่กับพลาสติกโดยหันหางลง นั่นดูเหมือนจะเป็นเกราะป้องกันโครงสร้างที่สำคัญนี้

นั่นอาจอธิบายบางสิ่งที่ทีมของ Lu ค้นพบ: พลาสติกเก่าที่ผ่านแสงแดดจะดูดซับและป้องกันไวรัสได้ดีกว่าพลาสติกใหม่ ทำไม ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทีมของ Lu พบการเปลี่ยนแปลงในประเภทของกลุ่มอะตอมที่เรียกว่าหมู่ฟังก์ชัน ซึ่งครอบคลุมพื้นผิว

กลุ่มต่างๆมีลักษณะที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น กลุ่มคาร์บอน-ออกซิเจน-ไฮโดรเจนมีประจุลบมากกว่ากลุ่มไนโตรเจน-ไฮโดรเจน กลุ่มคาร์บอน-ออกซิเจน-ไฮโดรเจนมักปรากฏบนพลาสติกที่มีอายุมาก Lu คิดว่านั่นอาจอธิบายได้ว่าทำไม T-4 ติดด้านท้ายลง ส่วนหางมีประจุเป็นบวก ดังนั้นหางอาจติดกับกระจุกที่มีประจุลบได้ดีกว่า

Natalia Lanzarini เป็นนักไวรัสวิทยาที่สถาบัน Oswaldo Cruz ในเมืองรีโอเดจาเนโร ประเทศบราซิล เธอพบว่ากลุ่มการทำงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาของ Lu ที่น่าสนใจ “เราต้องการเข้าใจว่าทำไมไวรัสถึงเชื่อมโยงกัน” เธอกล่าว และการค้นพบนี้บ่งชี้ว่าสารเคมีในพลาสติกมีบทบาทอย่างไรในเรื่องนี้

ขั้นตอนต่อไป

“โดยหลักการแล้ว” Weidmann กล่าว การศึกษาเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า “ไวรัสสามารถติดไปกับเม็ดพลาสติกซึ่งมีแบคทีเรียปกคลุมอยู่ และใช่ พวกมันยังคงแพร่เชื้อได้” การศึกษาของออสเตรเลียชี้ให้เห็นว่าอาจเป็นจริงสำหรับพลาสติกเปล่าเช่นกัน แต่ทั้งหมดนี้มีความหมายอย่างไรต่อสุขภาพของมนุษย์?

Weidmann กล่าวว่า “เราจะต้องรอดู”

ถ้าไวรัสจากโรคท้องร่วงระบาดลงทะเลแล้วติดพลาสติก คนว่ายน้ำจะติดเชื้อไหม? นั่นเป็นไปได้ Weidmann กล่าว แต่หลายอย่างอาจเกิดขึ้นได้ก่อนหน้านั้น เขากล่าวว่าขั้นตอนต่อไปคือ “นำตัวอย่างจากสิ่งแวดล้อม จากนั้นพยายามติดตามดูว่าการติดเชื้อของพวกเขาเป็นอย่างไร”

ไมโครพลาสติกไม่ได้มีลักษณะเฉพาะในการดูดซับไวรัส Farkas ชี้ให้เห็น แม้แต่อนุภาคดินธรรมดาก็ทำเช่นนั้น แต่พลาสติกถือเป็นสิ่งใหม่สำหรับโลกของเรา หลายชิ้นแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แต่มักจะไม่สลายเป็นอย่างอื่นอย่างแท้จริงเป็นเวลานานมาก

พลาสติกในมหาสมุทรที่ล่องลอยอยู่อาจทำให้ไวรัสเดินทางไกลได้ ข้ามมหาสมุทรทั้งหมดอาจจะ? การศึกษาใหม่เหล่านี้ทำให้เกิดความกังวลดังกล่าว Weidmann กล่าวว่า “วิทยาศาสตร์มีการอภิปรายอยู่เสมอ “สิ่งที่คนทั่วไปไม่เข้าใจ” เขากล่าวเสริม “คือวิทยาศาสตร์ไม่ได้เกี่ยวกับ ‘สิ่งเหล่านี้คือข้อเท็จจริง และพวกมันได้รับการประดิษฐานและศักดิ์สิทธิ์’” แต่เขาบอกว่า วิทยาศาสตร์กำลังพลิกโฉม “ข้อเท็จจริงในปัจจุบัน”

Lanzarini ที่สถาบัน Oswaldo Cruz เห็นด้วย รายละเอียดอาจเปลี่ยนแปลงเมื่อข้อมูลใหม่ปรากฏขึ้น นี่เป็น “พื้นที่การวิจัยใหม่และเกิดใหม่” เธอกล่าว เธอและคนอื่นๆ ต้องการทราบว่าสภาวะใดที่อาจทำให้ไวรัสยังคงอยู่ และในแง่ของความคงอยู่นั้น เธอกล่าวว่า “เราต้องการเข้าใจว่าทำไมไมโครพลาสติกจึงมีความสำคัญ” การทำความเข้าใจเรื่องนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินได้ว่าอันตรายที่เกิดจากไมโครพลาสติกมีมากกว่าเศษขยะอื่นๆ หรือไม่

“การบริโภคพลาสติกเพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดดในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา” ปราโดกล่าว “และสิ่งแวดล้อมได้รับผลกระทบ” แล้วเราจะช่วยอะไรได้บ้าง?

ปราโดมีความคิดบางอย่าง รัฐบาล “ควรส่งเสริมการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมในโรงเรียน” และเราต้องใช้พลาสติกให้น้อยลง เธอกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรจุภัณฑ์ นอกจากนี้ สังคมควรส่งเสริมการวิจัยเกี่ยวกับการผลิตทางเลือกอื่นแทนพลาสติกที่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างแท้จริง เธอกล่าว

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ arthurcox.net