Los genes resistentes a los antimicrobianos (ARG) de las aguas residuales pueden terminar en biopelículas naturales en los ríos, pero es posible que no permanezcan por mucho tiempo. En mSphere , los investigadores informan que después de que los ARG se introducen en un río, invaden e inicialmente se unen a biopelículas naturales.
por la Sociedad Estadounidense de Microbiología
A medida que aumenta la temperatura del río, la abundancia de esos ARG invasores disminuye significativamente, lo que sugiere que la comunidad de microbios ya presente supera a los recién llegados resistentes. Para el agua del río a 30° Celsius (86° Fahrenheit), el nivel de ARG volvió a su estado inicial después de sólo dos semanas.
El hallazgo sugiere que los ríos pueden ofrecer una especie de defensa contra la propagación de ARG en las aguas residuales. También fue contrario a lo que esperaban los investigadores. La mayoría de los ARG en las aguas residuales se originan en las heces humanas y prosperan a la temperatura del cuerpo humano, que es más alta que la de la mayoría de las vías fluviales. Los microbiólogos anticiparon que los ríos cálidos serían un ambiente bienvenido.
“Pensamos que deberían estar bastante bien adaptados a temperaturas más altas”, dijo el microbiólogo Uli Klümper, Ph.D., del Instituto de Hidrobiología de la Technische Universität Dresden. “Entonces, si las temperaturas de los ríos están aumentando con el cambio climático , queríamos saber si a estas bacterias de las aguas residuales les resultaría más fácil integrarse con las biopelículas naturales”.
Klümper codirigió el estudio con su Ph.D. El estudiante Kenyum Bagra, que se unió a TU Dresden con una beca de intercambio DAAD del Instituto Indio de Tecnología Roorkee.
Klümper, Bagra y sus colegas sumergieron por primera vez 27 portaobjetos de vidrio en el río Lockwitzbach, en el este de Alemania, durante un mes. “Está relativamente prístino”, dijo Klümper.
Recogieron las diapositivas, que habían acumulado una biopelícula natural del río, y las sumergieron en sistemas fluviales artificiales a una de tres temperaturas. Después de una semana, observaron que la abundancia de ARG naturales aumentaba en el agua más cálida, a 30° Celsius.
Luego, expusieron todos los portaobjetos de prueba a aguas residuales durante un día y monitorearon la abundancia de ARG, tanto los que se produjeron de forma natural como los de aguas residuales, durante las siguientes dos semanas. Los ARG de las aguas residuales invadieron fácilmente la biopelícula en los tres casos, sin diferencia en abundancia según la temperatura.
“La introducción parece ser independiente de la temperatura”, afirmó Klümper.
Pero ahí terminaron las similitudes. En las aguas más cálidas, la abundancia de ARG invasores disminuyó significativamente en dos semanas. Al final del experimento, el nivel general de ARG había vuelto a su abundancia natural inicial, y los ARG invasores prácticamente habían desaparecido.
En los otros dos grupos, los ARG invasivos obtuvieron mejores resultados. En algunas muestras más frías, pudieron establecerse en la comunidad de biopelículas, incluso en abundancias mucho mayores que las de los ARG naturales.
Esos resultados sugirieron que la competencia entre microbios invasores y autóctonos estaba mediada por la temperatura, dijo Klümper. “Estábamos realmente sorprendidos”. Los investigadores a menudo suponen que un mundo en calentamiento promoverá los ARG patógenos, dijo, pero probablemente no sea tan sencillo. Un río es un sistema complejo, afirmó Klümper, y responde al calentamiento de maneras que son difíciles de modelar. “No es sólo un efecto el que está en juego”, dijo.
Además, señaló que en su experimento, la muestra inicial provino de un río prístino y una sola exposición a aguas residuales, pero en muchos casos, las aguas residuales se liberan constantemente. “Entonces, en esas biopelículas podría haber miembros que se originaron a partir de aguas residuales pero que se adaptaron bien a ese ecosistema”, dijo.
Klümper espera que el estudio no sólo sirva de base para trabajos futuros destinados a comprender cómo los ríos pueden actuar como barreras contra la propagación de la resistencia a los antimicrobianos, sino que también desempeñe un papel en la mejora de la vigilancia ambiental de los riesgos emergentes.
Más información: mSphere , journals.asm.org/doi/10.1128/msphere.00573-23
