La resistencia a los antibióticos se ha convertido en una de las principales amenazas para la salud pública y animal a nivel mundial en las últimas décadas. El uso generalizado e inadecuado de los antibióticos ha hecho que se vaya acrecentando el problema de las resistencias a antibióticos; es decir, los antibióticos se están volviendo ineficaces para tratar las infecciones. “Aunque inicialmente se prestó mayor atención a los entornos clínicos y veterinarios, últimamente se ha puesto de relieve la importancia del medio ambiente”, explica Irene Beltrán de Heredia López, investigadora de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea (EHU).

A pesar de que las plantas de tratamiento de aguas residuales cumplen con los límites establecidos por la legislación, estas instalaciones actúan como puntos de concentración de los contaminantes procedentes de núcleos urbanos. De esta manera, pueden alterar los ecosistemas de agua dulce y se consideran puntos críticos en la dinámica de la resistencia a los antibióticos, especialmente cuando reciben aguas de origen hospitalario o sanitario. En ese sentido, investigadoras de la EHU han llevado a cabo un estudio en la cuenca del río Urola, mediante el cual han comparado las comunidades microbianas contenidas en el agua y en el biofilm (obtenido tras un periodo de colonización de cuatro semanas en sistemas artificiales instalados en el propio río).

Metagenómica para detectar los genes de resistencia

Para el estudio han empleado la metagenómica, una técnica que permite identificar los genes presentes en comunidades microbianas a partir del ADN extraído de muestras ambientales, entre los que se encuentran también los genes relacionados con la resistencia a los antibióticos. “Hasta ahora hay pocos estudios que hayan estudiado el metagenoma del biofilm y lo hayan comparado con el del agua”, afirma Estilita Ruiz Romera, catedrática de Tecnologías del Medio Ambiente de la EHU. Con ello han conseguido ver “qué tipo de genes de resistencia hay en las dos matrices ambientales —añade Beltrán de Heredia—. Esto nos ha permitido ver qué mecanismos utilizan estos microorganismos para luchar contra los antibióticos”. Según explican las investigadoras, los datos obtenidos de los estudios metagenómicos presentan la ventaja de que se pueden volver a analizar en un futuro si la situación lo requiere.

Esta investigación ha puesto de manifiesto que “es importante estudiar de manera conjunta las diferentes matrices ambientales de los ríos (el agua, el biofilm y los sedimentos), porque aportan información diferente. Hemos visto que el agua refleja de forma más inmediata el impacto del efluente, mientras que el biofilm podría actuar como depósito de ciertos genes, algunos no presentes en el agua”, explica Beltrán de Heredia. Además, señalan que “aunque los efectos de la depuradora disminuyen conforme el agua fluye río abajo, el biofilm podría llegar a ser una especie de reservorio de algunos genes de resistencia a antibióticos”, añade Ruiz Romera.

Las investigadoras afirman que es muy importante ampliar información sobre todo en estos entornos porque “la resistencia a los antibióticos es y va a ser un problema real de aquí a unos años. Hay muchos estudios que muestran la gran diversidad de genes presentes, pero habría que ver cuáles de ellos tienen mayor relevancia. Todavía hay mucho trabajo por hacer”.

Ruiz Romera remarca la necesidad de “darle importancia al papel que puede tener el medioambiente en el desarrollo de estas resistencias. No debemos olvidar que las depuradoras son un punto de concentración de contaminantes. Gracias a las tecnologías más avanzadas que emplean en ellas se evita que muchos de ellos lleguen hasta nuestros ríos, pero los tratamientos de las aguas residuales en las depuradoras no están diseñados para eliminar todos ellos, y mucho menos para eliminar los genes de resistencia a antibióticos. Es necesario seguir avanzando”. En línea con esta idea, “la nueva directiva europea sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas (Directiva UE 2024/3019) contempla para el futuro la incorporación de tecnologías más avanzadas que permitirán reducir la presencia de varios de estos contaminantes en los efluentes que llegan a los ecosistemas acuáticos”, añade Beltrán de Heredia.

Planificación de programas de monitorización en ecosistemas de agua dulce

En ese sentido, las investigadoras de la EHU subrayan que “se necesitan muchos estudios para profundizar en nuestra comprensión de la evolución y la dinámica de la resistencia a antibióticos en los ecosistemas de agua dulce y, en concreto, sobre la existencia de vínculos entre la resistencia ambiental y la presente en entornos clínicos y veterinarios. Esto requiere el diseño de estrategias de vigilancia sólidas y adaptables y, al mismo tiempo, la implementación de programas de vigilancia rutinarios en ecosistemas de agua dulce”. Las investigadoras han presentado una hoja de ruta para llevar a cabo esta vigilancia, que orienta a la comunidad investigadora y responsables de la toma de decisiones en el diseño y la aplicación de dichos programas.

Información complementaria

Irene Beltrán de Heredia, investigadora del Departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente de la Escuela de Ingeniería de Bilbao, acaba de defender su tesis doctoral bajo la dirección de Estilita Ruiz Romera, catedrática de Tecnologías del Medio Ambiente, e Itziar Alkorta Calvo, catedrática del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular.

Estos estudios están enmarcados en la iniciativa de investigación, sustentada por los grupos de investigación Procesos Hidro-Ambientales (HGI) y Enfoque interdisciplinar para combatir la resistencia a los antibióticos utilizando estrategias moleculares, estructurales y nanotecnológicas (INTER-RA) de la EHU y dentro de la Joint Research Lab on ENVIRONMENTAL ANTIBIOTIC RESISTANCE (apoyada por Euskampus), que promueve y lidera la investigación científica y la transferencia de conocimiento sobre el aumento de las resistencias a los antibióticos y el riesgo que ello supone para la salud ambiental y humana.