Cinetica di inattivazione di 280 nm UV

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 2186 (2023) Citare questo articolo

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I micobatteri non tubercolari (NTM) sono patogeni opportunistici delle strutture idrauliche (OPPP) che causano una gravosa malattia respiratoria trasmessa dall'acqua. A causa della loro resistenza ai disinfettanti chimici e alla ricrescita dei biofilm nei sistemi di distribuzione dell’acqua potabile, il trattamento può essere eseguito meglio utilizzando piccole unità di disinfezione a raggi ultravioletti nel punto di utilizzo (POU), come un rubinetto o un soffione della doccia. I diodi emettitori di luce ultravioletta (UV-LED) sono adatti per tali applicazioni, ma i dati sulla risposta alla fluenza non sono disponibili per uno dei più importanti NTM, il Mycobacterium abscessus. In questo studio, è stato utilizzato un apparecchio UV-LED da 280 nm su scala da banco per irradiare M. abscessus in una matrice acquosa. Il profilo fluenza-risposta era sigmoidale, mostrando sia fenomeni di spalla che di coda. La semplice regressione lineare e il modello cinetico di inattivazione di Geeraerd hanno prodotto valori k di 0,36 e 0,37 cm2/mJ, rispettivamente, rivelando che M. abscessus è più resistente ai raggi UV rispetto a Pseudomonas aeruginosa e Legionella pneumophila, il che suggerisce che gli NTM sono tra i più resistenti ai raggi UV OPPP. I risultati di questo studio suggeriscono che l'irradiazione UV-LED a 280 nm può essere un'opzione pratica ed efficace per inattivare M. abscessus nella POU. Si prevede che le unità di disinfezione in grado di erogare una fluenza di 10 mJ/cm2 raggiungano un'inattivazione di quasi 2 log (99%) di M. abscessus.

Nel 2020, a livello globale, 2 miliardi di persone non hanno ancora accesso a servizi di acqua potabile gestiti in modo sicuro e si stima che l’acqua potabile contaminata microbiologicamente causi 485.000 morti per diarrea ogni anno1. Anche nei sistemi di acqua potabile maturi con processi di disinfezione efficienti, si è verificato un aumento di focolai dovuti a patogeni opportunistici degli impianti idraulici dei locali (OPPP) (chiamati anche patogeni associati al biofilm), costituiti principalmente da micobatteri non tubercolari (NTM), Legionella spp. e Pseudomonas spp., che può dominare a causa della pressione selettiva nelle condizioni del sistema di trattamento e distribuzione dell'acqua potabile2. Questi agenti patogeni sono resistenti alla disinfezione chimica, possono associarsi con l'ameba a vita libera e hanno dimostrato di crescere nei sistemi di distribuzione dell'acqua e soprattutto negli impianti idraulici dei locali. Lì, lunghi tempi di permanenza, bassi livelli di disinfettante residuo e temperature insufficienti dell’acqua calda consentono agli OPPP di amplificarsi e persistere nei biofilm. Clinicamente, gli OPPP sono stati collegati a epidemie e forniscono una fonte di esposizione persistente, soprattutto per i soggetti vulnerabili. Per questi motivi, le specie dei tre generi sopra indicati sono entrate a far parte della quinta lista dei candidati contaminanti dell'acqua potabile (CCL 5)3 dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti (US EPA), un "elenco di contaminanti che attualmente non sono soggetti ad alcuna proposta o promulgazione nazionale regolamenti sull'acqua potabile primaria, ma è noto o previsto che si verifichi nei sistemi idrici pubblici."

Per identificare i patogeni più significativi trasmessi dall’acqua, Collier et al.4 hanno esaminato 17 malattie infettive trasmesse dall’acqua negli Stati Uniti e hanno scoperto che, sebbene gli OPPP (NTM, Pseudomonas, Legionella) non rappresentassero la maggior parte dei casi, hanno causato la maggior parte dei ricoveri e dei decessi. . Su un totale di 7.150.000 casi di malattie trasmesse dall'acqua acquisite a livello nazionale, quelli causati da OPPP sono stati stimati in 68.900 (infezione da NTM), 15.900 (polmonite da Pseudomonas) e 11.000 (malattia dei legionari). Gli OPPP hanno causato tassi di ospedalizzazione particolarmente elevati del 74,8% (infezione da NTM), 97,2% (polmonite da Pseudomonas) e 98,1% (malattia dei legionari). L’infezione da NTM ha causato il maggior numero di ricoveri (51.400), seguita da otite esterna (23.200) e polmonite da Pseudomonas (15.500). Su un totale di 6.630 decessi, gli OPPP hanno nuovamente dominato, stimati in 3.800 (infezione da NTM), 730 (polmonite da Pseudomonas) e 995 decessi (malattia dei legionari). Nel complesso, la trasmissione per via idrica che causa malattie respiratorie ha rappresentato l’83% di tutte le morti per via idrica contratte a livello nazionale. Il costo sanitario diretto totale delle malattie trasmesse dall’acqua negli Stati Uniti è stato stimato a 3,33 miliardi di dollari, con le tre malattie correlate all’OPPP (che rappresentano le malattie respiratorie trasmesse dall’acqua acquisite a livello nazionale) che rappresentano 2,39 miliardi di dollari (71,8%). L’infezione da NTM è stata la malattia più costosa in assoluto (1,53 miliardi di dollari), seguita dall’otite esterna (564 milioni di dollari) e dalla polmonite da Pseudomonas (453 milioni di dollari). In contrasto con gli studi storici precedenti alla diffusione del trattamento dell'acqua e dei servizi igienico-sanitari, Collier et al. i risultati suggeriscono che l'attuale carico di malattie trasmesse dall'acqua proviene principalmente da agenti patogeni ambientali (ad esempio, OPPP), in contrapposizione ai patogeni enterici che possono essere facilmente trattati prima della distribuzione.