Todos estamos inundados de fragmentos de plástico, muchos de los cuales tienen partículas diminutas que varían en tamaño desde un micrómetro hasta un nanómetro de diámetro. Los efectos sobre la salud de estos diminutos “nanoplásticos ” aún se desconocen en gran medida, pero su tamaño infinitesimal y su abundancia ambiental convierten a estos fragmentos sintéticos en una amenaza potencialmente descomunal, y no solo para los humanos. De hecho, ni siquiera para organismos con células tan complejas como las nuestras.
Según un nuevo estudio, los nanoplásticos también parecen causar estrés a las bacterias patógenas E. coli. Eso podría parecernos útil, en el sentido de “el enemigo de mi enemigo es mi amigo”, pero no es tan simple, sugiere el estudio.
Los nanoplásticos no afectaron significativamente la supervivencia de E. coli, aunque sí afectaron otras características de la bacteria, como el desarrollo de biopelículas y el crecimiento general. Quizás lo más importante para nosotros es que la exposición a nanoplásticos aparentemente aumenta la virulencia de E. coli. El estudio ofrece una nueva visión de esta dinámica, dice el autor principal Pratik Banerjee, microbiólogo molecular del Departamento de Ciencia de los Alimentos y Nutrición Humana de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.
“Otros estudios han evaluado la interacción de los nanoplásticos y las bacterias, pero hasta ahora, el nuestro es el primero en analizar los impactos de los microplásticos y nanoplásticos en las bacterias patógenas humanas”, afirma Banerjee.
Los investigadores se centraron en E. coli O157:H7, un patógeno conocido a menudo implicado en brotes de intoxicación alimentaria, y fabricaron nanoplásticos a partir de poliestireno, un polímero sintético y uno de los tipos de plástico más utilizados. Descubrieron que los nanoplásticos con una superficie cargada positivamente tienen mayor probabilidad de causar estrés fisiológico en este serotipo de E. coli, lo que desencadena una respuesta defensiva. Las bacterias estresadas producen una mayor cantidad de toxina similar a la de Shiga, su sustancia química característica causante de enfermedades.
Debido a la carga superficial negativa de la bacteria, los investigadores sospecharon que la E. coli podría verse perjudicada por los nanoplásticos con carga positiva. Lo comprobaron aplicando una carga positiva, neutra o negativa a las partículas antes de introducirlas en la E. coli.
“Comenzamos con la carga superficial. Los plásticos tienen una enorme capacidad para adsorber sustancias químicas. Cada sustancia química tiene un efecto diferente en la carga superficial, dependiendo de la cantidad de sustancia química adsorbida y del tipo de plástico”, explica Banerjee.
“No analizamos los efectos de los químicos en sí en este artículo –ese es nuestro próximo estudio–, pero este es el primer paso para comprender cómo la carga superficial de los plásticos afecta la respuesta patógena de E. coli“, agrega.
Además de producir más toxinas, las bacterias que nadan libremente tardaron más en multiplicarse cuando se expusieron a nanoplásticos con carga positiva, y tardaron más en formar biopelículas colectivamente cuando se expusieron por primera vez a los plásticos cargados que encontró el estudio. La acumulación en una biopelícula puede ofrecer beneficios únicos a las bacterias, como la formación de una capa extracelular protectora. Si bien estudios previos han explorado los efectos de los nanoplásticos en las bacterias que nadan libremente, se sabe poco sobre cómo afectan a las biopelículas.
Dada la importancia de las biopelículas en condiciones reales, los autores del nuevo estudio esperaban comprender cómo los nanoplásticos afectan a la E. coli en este estado. Para ello, proporcionaron a las bacterias una superficie para colonizar, esperaron una o dos semanas a que se formara la biopelícula y luego añadieron nanoplásticos cargados.
Incluso en una biopelícula, las bacterias se estresaron al exponerse a nanoplásticos con carga positiva y produjeron más toxina similar a la de Shiga. Además, las condiciones de carga positiva o negativa influyeron en los cambios en los genes de virulencia.
“Las biopelículas son una estructura bacteriana muy robusta y son difíciles de erradicar. Son un gran problema en la industria médica, ya que se forman en insertos como catéteres o implantes, y en la industria alimentaria”, afirma Banerjee.
“Uno de nuestros objetivos era ver qué sucede cuando este patógeno humano, que comúnmente se transmite a través de los alimentos, entra en contacto con estos nanoplásticos desde el punto de vista de una biopelícula”, afirma.
No hace falta decir que una mayor virulencia es una señal ominosa para un patógeno que ya es responsable de enfermedades transmitidas por los alimentos muy extendidas. Los investigadores afirman que se necesitará más investigación para desarrollar estos hallazgos y para ayudar a esclarecer las diferentes formas en que la contaminación nanoplástica puede afectar a E. coli y a otras bacterias patógenas.
El estudio fue publicado en el Journal of Nanobiotechnology.
Fuente: Science Alert.