Monitoreo de la Resistencia a Antibióticos a Través de Aguas Residuales

La resistencia antimicrobiana (RAM) es un problema de salud serio que afecta a mucha gente en todo el mundo. Ocurre cuando las bacterias se vuelven resistentes a los medicamentos que se usan para matarlas, lo que hace que las infecciones sean más difíciles de tratar. La Organización Mundial de la Salud ha señalado la RAM como una de las principales amenazas que enfrenta la humanidad hoy en día. En 2019, alrededor de 4.95 millones de muertes se relacionaron con infecciones resistentes a los medicamentos, afectando especialmente a los países más pobres de África subsahariana. Para combatir este problema, es crucial monitorear continuamente cómo están cambiando las bacterias y qué tan efectivas son las tratamientos.

Hay varios programas en marcha para rastrear la RAM, como el Sistema de Vigilancia Global de Resistencia Antimicrobiana y otros en Europa y Asia Central. Sin embargo, estos programas a menudo se enfocan en datos de Hospitales y pueden no reflejar con precisión la RAM en la población general. Muchos laboratorios en países de ingresos bajos y medios carecen de las herramientas adecuadas para recopilar esta información, lo que significa que sus datos generalmente están ausentes, aunque ellos están significativamente afectados por la RAM.

#Vigilancia de Aguas Residuales

Un método prometedor para monitorear la RAM es la vigilancia de aguas residuales. Este enfoque analiza las aguas residuales de toda una comunidad, lo que puede proporcionar información valiosa sobre la presencia de bacterias resistentes y sus genes. Durante la pandemia de COVID-19, se usó con éxito la vigilancia de aguas residuales para rastrear la propagación del virus. Ahora, los investigadores están aplicando este método para estudiar la RAM, ya que puede revelar patrones de uso de antibióticos en una comunidad y señalar problemas con bacterias resistentes antes de que se propaguen ampliamente.

Las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) son áreas clave para estudiar la RAM porque recogen aguas residuales de diversas fuentes, incluidos hospitales, granjas e industrias. Si estas plantas no logran eliminar las bacterias y genes resistentes, pueden liberarse al medio ambiente. Las aguas residuales de hospitales son particularmente preocupantes ya que los hospitales usan muchos antibióticos, lo que lleva a una alta concentración de cepas resistentes.

Además de las PTAR, también merecen atención otras áreas, como entornos residenciales e institucionales. En muchos países de ingresos bajos y medios, las prescripciones de antibióticos pueden no ser monitoreadas de cerca, lo que lleva a la automedicación y el mal uso. Al estudiar las aguas residuales de estas áreas, los investigadores pueden entender mejor cómo se propagan los genes resistentes.

#Resumen del Estudio de Investigación

En este estudio, los investigadores se propusieron identificar genes resistentes en aguas residuales recogidas de cuatro sitios diferentes: un hospital, residencias universitarias y el influente y efluente de una PTAR. Para recoger muestras, los investigadores utilizaron hisopos especiales colocados en las aguas residuales durante 24 horas. Las muestras recogidas fueron luego transportadas a un laboratorio para su análisis.

Para analizar las muestras, los investigadores extrajeron ARN, lo que ayuda a mostrar qué bacterias y genes están activos en las aguas residuales. Luego, el ARN se secuenció, permitiendo a los científicos identificar varios genes de resistencia a antibióticos presentes en cada sitio.

#Hallazgos sobre Genes de Resistencia a Antibióticos

El estudio reveló un número significativo de genes de resistencia a antibióticos en las aguas residuales del hospital en comparación con la Universidad y las PTAR. Las aguas residuales del hospital mostraron una amplia gama de estos genes, mientras que en la universidad había menos. El influente y efluente de la PTAR mostraron aún menos genes de resistencia.

Específicamente, ciertos genes de resistencia eran particularmente abundantes en las aguas residuales del hospital. Por ejemplo, se encontraron comúnmente genes resistentes a sulfonamidas y aminoglucósidos. Los investigadores también notaron que las aguas residuales universitarias contenían varios genes de resistencia contra tetraciclinas, que son antibióticos de uso generalizado.

El número total de genes de resistencia a antibióticos en las muestras de aguas residuales recogidas varió. Por ejemplo, las aguas residuales del hospital mostraron 84 tipos diferentes de genes de resistencia, mientras que la universidad tuvo 27, y el influente y efluente de la PTAR tuvieron 14 y 9, respectivamente. Algunos genes se encontraron en múltiples sitios, lo que sugiere que son comunes en áreas donde se usan frecuentemente antibióticos.

#Elementos Genéticos Móviles y Factores de Virulencia

Además de los genes de resistencia, los investigadores buscaron elementos genéticos móviles y factores de virulencia en las aguas residuales. Los elementos genéticos móviles son fragmentos de ADN que pueden moverse dentro y entre bacterias, a menudo transportando genes de resistencia a antibióticos. La presencia de estos elementos indica cómo puede propagarse la resistencia entre diferentes bacterias.

El estudio encontró varios elementos genéticos móviles en las aguas residuales tanto del hospital como de la universidad. Ejemplos incluyen plásmidos, que pueden llevar genes de resistencia, y secuencias de inserción que promueven el movimiento de estos genes dentro de los genomas bacterianos.

También se identificaron factores de virulencia, que ayudan a las bacterias a causar enfermedades. En las aguas residuales del hospital, se detectaron factores relacionados con la adhesión y el movimiento, indicando que las bacterias presentes no solo son resistentes, sino que también pueden ser capaces de causar infecciones. De manera similar, las aguas residuales universitarias mostraron factores relacionados con la motilidad y la adhesión.

#Clasificación Taxonómica Bacteriana

Para entender los tipos de bacterias presentes en las aguas residuales, los investigadores las clasificaron según sus grupos. Los resultados mostraron que un grupo llamado Gammaproteobacteria fue el más común en todos los sitios. Las aguas residuales del hospital también contenían otros grupos, como Bacteroidota y Bacillota. Cada sitio tenía su composición bacteriana específica, lo que puede indicar las fuentes de los genes de resistencia encontrados en las aguas residuales.

Los investigadores también identificaron ciertas bacterias asociadas a graves riesgos para la salud, conocidas como patógenos prioritarios de la OMS. Estos incluían bacterias como E. coli y Pseudomonas aeruginosa. La presencia de estas bacterias en las aguas residuales aumenta la preocupación sobre la propagación de resistencia a antibióticos, ya que pueden representar amenazas serias para la salud humana.

#La Importancia de la Vigilancia de Aguas Residuales

La vigilancia de aguas residuales sirve como una herramienta efectiva para monitorear la presencia de bacterias y genes resistentes a antibióticos. Este estudio se centró en identificar estos genes en varias muestras de aguas residuales, proporcionando información sobre cómo se propagan en diferentes áreas de alto riesgo como hospitales y universidades.

Los hallazgos mostraron que las aguas residuales del hospital eran particularmente ricas en genes de resistencia a antibióticos, probablemente debido al alto uso de antibióticos en ese entorno. Esto indica que los hospitales son potencialmente fuentes significativas de resistencia antimicrobiana que pueden propagarse al medio ambiente. El entorno universitario también reveló preocupaciones sobre el mal uso de antibióticos entre individuos.

Si bien el influente y efluente de las PTAR tenían menos genes de resistencia, su presencia aún sugiere que los procesos de tratamiento no son completamente efectivos para eliminar estas amenazas. Esto resalta la necesidad de mejorar los métodos de tratamiento de aguas residuales para eliminar bacterias resistentes a antibióticos antes de que puedan entrar en el medio ambiente y en la cadena alimentaria.

La identificación de genes de resistencia centrales en los diferentes sitios de aguas residuales destaca el potencial para rastrear patrones de resistencia a antibióticos. Al enfocarse en estos genes centrales, los esfuerzos de monitoreo pueden ser más efectivos en la gestión de la RAM. Además, entender cómo los elementos genéticos móviles juegan un papel en la propagación de la resistencia puede proporcionar información sobre cómo prevenir futuros brotes.

#Conclusión

En resumen, el estudio destaca la necesidad crítica de seguir vigilando la resistencia a antibióticos a través de la vigilancia de aguas residuales. Al rastrear la presencia de bacterias resistentes y los genes que transportan, las comunidades pueden entender mejor la propagación de la RAM y tomar medidas para mitigar su impacto. Mejorar los procesos de tratamiento de aguas residuales y monitorear el uso de antibióticos puede ayudar a proteger la salud pública y limitar la creciente amenaza de la resistencia antimicrobiana.

A medida que la resistencia a antibióticos sigue planteando desafíos en todo el mundo, los investigadores y profesionales de la salud deben trabajar juntos para abordar este problema y salvaguardar la efectividad de los tratamientos disponibles.