Se estima que una planta de tratamiento de aguas residuales de tama\u00f1o promedio que atiende a aproximadamente 400,000 residentes descargar\u00e1 hasta 2,000,000 de part\u00edculas micropl\u00e1sticas en el medio ambiente cada d\u00eda. Sin embargo, los investigadores a\u00fan est\u00e1n aprendiendo el impacto ambiental y en la salud humana de estas part\u00edculas de pl\u00e1stico ultrafinas, de menos de 5 mil\u00edmetros de longitud, que se encuentran en todo, desde cosm\u00e9ticos, pasta de dientes y microfibras de ropa, hasta nuestra comida, aire y agua potable.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, los investigadores del Instituto de Tecnolog\u00eda de Nueva Jersey han demostrado que los micropl\u00e1sticos ubicuos pueden convertirse en ‘centros’ para que crezcan bacterias y pat\u00f3genos resistentes a los antibi\u00f3ticos una vez que se lavan en los desag\u00fces dom\u00e9sticos y entran en las plantas de tratamiento de aguas residuales, formando una capa viscosa de acumulaci\u00f3n o biopel\u00edcula en su superficie que permite que los microorganismos pat\u00f3genos y los residuos de antibi\u00f3ticos se adhieran y se mezclen.<\/p>\n\n\n\n
En los hallazgos publicados en el Journal of Hazardous Materials Letters, los investigadores encontraron que ciertas cepas de bacterias aumentaron la resistencia a los antibi\u00f3ticos hasta 30 veces mientras viv\u00edan en biopel\u00edculas de micropl\u00e1sticos que pueden formarse dentro de las unidades de lodos activados en las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales.<\/p>\n\n\n\n
“Varios estudios recientes se han centrado en los impactos negativos que millones de toneladas de desechos micropl\u00e1sticos al a\u00f1o est\u00e1n teniendo en nuestros entornos de agua dulce y oce\u00e1nica, pero hasta ahora el papel de los micropl\u00e1sticos en los procesos de tratamiento de aguas residuales de nuestros pueblos y ciudades ha sido en gran medida desconocido”, dijo Mengyan Li, profesor asociado de qu\u00edmica y ciencias ambientales en el NJIT y autor correspondiente del estudio. “Estas plantas de tratamiento de aguas residuales pueden ser puntos cr\u00edticos donde convergen varios productos qu\u00edmicos, bacterias resistentes a los antibi\u00f3ticos y pat\u00f3genos y lo que nuestro estudio muestra es que los micropl\u00e1sticos pueden servir como sus portadores, planteando riesgos inminentes para la biota acu\u00e1tica y la salud humana si pasan por alto el proceso de tratamiento del agua”.<\/p>\n\n\n\n
“La mayor\u00eda de las plantas de tratamiento de aguas residuales no est\u00e1n dise\u00f1adas para la eliminaci\u00f3n de micropl\u00e1sticos, por lo que se liberan constantemente en el entorno receptor”, agreg\u00f3 Dung Ngoc Pham, NJIT Ph.D. candidato y primer autor del estudio. “Nuestro objetivo era investigar si los micropl\u00e1sticos est\u00e1n enriqueciendo bacterias resistentes a los antibi\u00f3ticos del lodo activado en las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y, de ser as\u00ed, aprender m\u00e1s sobre las comunidades microbianas involucradas”.<\/p>\n\n\n\n
En su estudio, el equipo recolect\u00f3 lotes de muestras de lodo de tres plantas de tratamiento de aguas residuales dom\u00e9sticas en el norte de Nueva Jersey, inoculando las muestras en el laboratorio con dos micropl\u00e1sticos comerciales extendidos: polietileno (PE) y poliestireno (PS). El equipo utiliz\u00f3 una combinaci\u00f3n de PCR cuantitativa y t\u00e9cnicas de secuenciaci\u00f3n de pr\u00f3xima generaci\u00f3n para identificar las especies de bacterias que tienden a crecer en los micropl\u00e1sticos, rastreando los cambios gen\u00e9ticos de las bacterias a lo largo del camino.<\/p>\n\n\n\n
El an\u00e1lisis revel\u00f3 que tres genes en particular, sul1, sul2 e intI1, que se sabe que ayudan a la resistencia a los antibi\u00f3ticos comunes, las sulfonamidas, eran hasta 30 veces mayores en las biopel\u00edculas de micropl\u00e1sticos que en las pruebas de control del laboratorio con biopel\u00edculas de arena despu\u00e9s de solo tres dias.<\/p>\n\n\n\n
Cuando el equipo a\u00f1adi\u00f3 a las muestras el antibi\u00f3tico sulfametoxazol (SMX), descubrieron que amplificaba a\u00fan m\u00e1s los genes de resistencia a los antibi\u00f3ticos hasta en 4,5 veces.<\/p>\n\n\n\n
“Anteriormente, pensamos que la presencia de antibi\u00f3ticos ser\u00eda necesaria para mejorar los genes de resistencia a los antibi\u00f3ticos en estas bacterias asociadas a los micropl\u00e1sticos, pero parece que los micropl\u00e1sticos pueden permitir naturalmente la captaci\u00f3n de estos genes de resistencia por s\u00ed mismos”. dijo Pham. “Sin embargo, la presencia de antibi\u00f3ticos tiene un efecto multiplicador significativo”.<\/p>\n\n\n\n
Se encontraron ocho especies diferentes de bacterias altamente enriquecidas en los micropl\u00e1sticos. Entre estas especies, el equipo observ\u00f3 dos pat\u00f3genos humanos emergentes t\u00edpicamente relacionados con la infecci\u00f3n respiratoria, Raoultella ornithinolytica<\/em> y Stenotrophomonas maltophilia<\/em>, que con frecuencia hac\u00edan autostop en las biopel\u00edculas micropl\u00e1sticas.<\/p>\n\n\n\n El equipo dice que la cepa m\u00e1s com\u00fan que se encuentra en los micropl\u00e1sticos con diferencia, Novosphingobium pokkalii<\/em>, es probablemente un iniciador clave en la formaci\u00f3n de la biopel\u00edcula pegajosa que atrae tales pat\u00f3genos; a medida que prolifera, puede contribuir al deterioro del pl\u00e1stico y expandir la biopel\u00edcula. Al mismo tiempo, el estudio del equipo destac\u00f3 el papel del gen, intI1, un elemento gen\u00e9tico m\u00f3vil principalmente responsable de permitir el intercambio de genes de resistencia a antibi\u00f3ticos entre los microbios unidos a micropl\u00e1sticos.<\/p>\n\n\n\n “Podr\u00edamos pensar en los micropl\u00e1sticos como perlas diminutas, pero proporcionan una enorme superficie para que residan los microbios”, explic\u00f3 Li. “Cuando estos micropl\u00e1sticos ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales y se mezclan con el lodo, bacterias como Novosphingobium <\/em>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 s\u00ed. As\u00ed es como los genes de resistencia a los antibi\u00f3ticos se est\u00e1n diseminando entre la comunidad”.<\/p>\n\n\n\n “Tenemos evidencia de que las bacterias tambi\u00e9n desarrollaron resistencia a otros antibi\u00f3ticos de esta manera, como aminogluc\u00f3sidos, betalact\u00e1micos y trimetoprim”, agreg\u00f3 Pham.<\/p>\n\n\n\n Ahora, Li dice que el laboratorio est\u00e1 estudiando m\u00e1s a fondo el papel de Novosphingobium <\/em>en la formaci\u00f3n de biopel\u00edculas en micropl\u00e1sticos. El equipo tambi\u00e9n busca comprender mejor hasta qu\u00e9 punto estos micropl\u00e1sticos portadores de pat\u00f3genos pueden estar eludiendo los procesos de tratamiento de agua, mediante el estudio de la resistencia de las biopel\u00edculas de micropl\u00e1sticos durante el tratamiento de aguas residuales con desinfectantes como la luz ultravioleta y el cloro.<\/p>\n\n\n\n “Algunos estados ya est\u00e1n considerando nuevas regulaciones sobre el uso de micropl\u00e1sticos en productos de consumo. Este estudio plantea llamadas para una mayor investigaci\u00f3n sobre las biopel\u00edculas de micropl\u00e1sticos en nuestros sistemas de aguas residuales y el desarrollo de medios efectivos para eliminar los micropl\u00e1sticos en ambientes acu\u00e1ticos”, dijo Li.<\/p>\n\n\n\n