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Los microplásticos pueden convertirse en lugares para que crezcan bacterias y patógenos resistentes a los antibióticos.

Se estima que una planta de tratamiento de aguas residuales de tamaño promedio que atiende a aproximadamente 400 000 residentes descargará hasta 2 000 000 de partículas microplásticas al medio ambiente cada día. Sin embargo, los investigadores todavía están aprendiendo sobre el impacto de estas partículas de plástico de menos de 5 milímetros de largo en el ambiente y en la salud humana.

Los microplásticos se encuentran en todo tipo de productos, desde cosméticos, pasta de dientes y microfibras de ropa, hasta nuestra comida, aire y agua potable.

Ahora, unos investigadores del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey han demostrado que los microplásticos pueden convertirse en lugares propicios para que crezcan bacterias y patógenos resistentes a los antibióticos.

Una vez que los microplásticos se escapan por los desagües domésticos y entran en las plantas de tratamiento de aguas residuales, forman una capa viscosa de acumulación o biopelícula. Es en su superficie en donde crecen los microorganismos patógenos y en donde los residuos de antibióticos se adhieren. Allí se mezclan y dan como resultado bacterias resistentes.

En el estudio publicado en el Journal of Hazardous Materials Letters, los investigadores encontraron que ciertas cepas de bacterias aumentaron la resistencia a los antibióticos en hasta 30 veces mientras vivían en las biopelículas microplásticas que pueden formarse dentro de las unidades de lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales.

«Varios estudios recientes se han centrado en los impactos negativos que millones de toneladas de desechos microplásticos al año están teniendo en el agua dulce y marina, pero hasta ahora el papel de los microplásticos en los procesos de tratamiento de aguas residuales de nuestros pueblos y ciudades ha sido en gran medida desconocido «, dice Mengyan Li, (NJIT), autor del estudio. «Estas plantas de tratamiento de aguas residuales pueden ser puntos críticos donde convergen varios productos químicos, bacterias resistentes a los antibióticos y patógenos. Lo que nuestro estudio muestra es que los microplásticos pueden servir como portadores, planteando riesgos inminentes para la biota acuática y la salud humana si se pasan por alto en el proceso de tratamiento del agua».

«La mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales no están diseñadas para la eliminación de microplásticos, por lo que se liberan constantemente al entorno», agrega Dung Ngoc Pham (NJIT), autor principal del estudio. «Nuestro objetivo era investigar si los microplásticos están enriqueciendo con bacterias resistentes a los antibióticos el lodo de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y, de ser así, aprender más sobre las comunidades microbianas involucradas».

En su estudio, este equipo de investigadores recolectó muestras de lodo de tres plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas en el norte de Nueva Jersey. Una vez en el laboratorio, a las muestras se les añadió dos tipos de comerciales muy extendidos: polietileno (PE) y poliestireno (PS), en forma de microplásticos.

El equipo utilizó una combinación de PCR y técnicas de secuenciación de nueva generación para identificar las especies de bacterias que tienden a crecer en los microplásticos y rastrearon los cambios genéticos de las bacterias a lo largo del camino.

El análisis reveló que tres genes en particular: sul1, sul2 e intI1, que se sabe que ayudan a la resistencia a unos antibióticos comunes (las sulfonamidas), eran hasta 30 veces más numerosos en las biopelículas de microplásticos que en las pruebas de control del laboratorio con biopelículas de arena después de solo tres días.

Cuando el equipo añadió a las muestras el antibiótico sulfametoxazol, descubrieron que amplificaba aún más los genes de resistencia a los antibióticos, en concreto hasta en 4,5 veces.

«Anteriormente, pensamos que la presencia de antibióticos sería necesaria para mejorar los genes de resistencia a los antibióticos en estas bacterias asociadas a los microplásticos, pero parece que los microplásticos permiten naturalmente la captación de estos genes de resistencia por sí mismos», dijo Pham. «Sin embargo, la presencia de antibióticos tiene un efecto multiplicador significativo».

En los microplásticos se encontraron ocho especies diferentes de bacterias en gran cantidad. Entre estas especies, el equipo observó dos patógenos humanos típicamente relacionados con la infección respiratoria: Raoultella ornithinolytica y Stenotrophomonas maltophilia, que con frecuencia estaban en las biopelículas microplásticas.

El equipo dice que la cepa más común con diferencia que se encuentra en los microplásticos, Novosphingobium pokkalii, es probablemente un iniciador clave en la formación de la biopelícula pegajosa que atrae tales patógenos. A medida que prolifera, puede contribuir al deterioro del plástico y a expandir la biopelícula.

Al mismo tiempo, el estudio destaca el papel del gen intI1, un elemento genético móvil responsable de permitir el intercambio de genes de resistencia a antibióticos entre los microorganismos unidos a microplásticos.

«Podríamos pensar en los microplásticos como si fueran perlas diminutas, pero proporcionan una enorme superficie para que residan los microbios», explicó Li. «Cuando estos microplásticos entran en la planta de tratamiento de aguas residuales y se mezclan con el lodo, bacterias como Novosphingobium pueden adherirse accidentalmente a la superficie y secretar sustancias extracelulares similares a pegamentos. A medida que otras bacterias se adhieren a la superficie y crecen, incluso pueden intercambiar ADN entre sí . Así es como los genes de resistencia a los antibióticos se están diseminando».

«Tenemos evidencia de que las bacterias también desarrollaron resistencia a otros antibióticos de esta manera, como a los aminoglucósidos, betalactámicos y trimetoprim», agregó Pham.

Li dice que en el laboratorio están ahora estudiando más a fondo el papel de Novosphingobium en la formación de biopelículas en microplásticos. El equipo también busca comprender mejor hasta qué punto estos microplásticos portadores de patógenos pueden eludir los procesos de tratamiento de agua, mediante el estudio de la resistencia de las biopelículas de microplásticos durante el tratamiento de aguas residuales con desinfectantes, como la luz ultravioleta y el cloro.

«Algunos estados ya están considerando establecer nuevas regulaciones sobre el uso de microplásticos en productos de consumo. Este estudio es una llamada de atención para una mayor investigación sobre las biopelículas de microplásticos en nuestros sistemas de aguas residuales y el desarrollo de medios efectivos para eliminar los microplásticos de los ambientes acuáticos», dice Li.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: NJIT.