La desinfección convencional de aguas residuales con cloro podría facilitar la propagación de la resistencia a los antimicrobianos en las bacterias. El tratamiento de algunos tipos de aguas residuales con luz ultravioleta (UV) en su lugar podría ser parte de la solución, según un estudio en el Centro de Desalinización y Reutilización de Agua de KAUST, publicado en la revista Environmental Science & Technology.
Las bacterias están desarrollando rápidamente mecanismos para evadir los efectos de los medicamentos antimicrobianos, y esta resistencia amenaza cada vez más la salud pública. Los compuestos farmacéuticos y las bacterias resistentes que llegan a las aguas residuales municipales y agrícolas son parcialmente culpables. Curiosamente, la resistencia a los antimicrobianos se encuentra aún más alta en bacterias aguas abajo de las plantas de tratamiento que en las aguas residuales crudas que entran en las plantas.
Durante la desinfección de aguas residuales, el material genético sale de las bacterias en el agua circundante. Este ADN extracelular puede contener genes de resistencia a los antimicrobianos. "La gran pregunta es: ¿son estos genes de resistencia extracelular que preocupan a la salud pública?", dice David Mantilla-Calderón, miembro postdoctoral de KAUST. "Todavía no tenemos una respuesta a esta pregunta, pero el primer requisito previo que estos genes deben cumplir para ser de preocupación es que necesitan ser albergados dentro de una célula bacteriana viable. Esto sólo es posible a través de un proceso llamado transformación natural, que permite la absorción del ADN extracelular y la integración en el cromosoma bacteriano."
Mantilla-Calderón y sus colegas de KAUST encontraron que la transformación natural se estimulaba en una bacteria comúnmente encontrada en el agua y el suelo, llamada Acinetobacter baylyi, cuando estaba en presencia del subproducto cloro, el ácido bromoacético. El subproducto de desinfección causó daño en el ADN en la bacteria, induciendo una vía de reparación del ADN que se sabe que también aumenta la integración del ADN extraño en el genoma de las bacterias.
El estudiante de doctorado Nicolas Augsburger investigó a continuación los efectos de la luz solar y la luz UV en la transformación natural. "Queríamos ver si había una manera más segura de desinfectar las aguas residuales tratadas sin provocar un aumento de la transformación natural de las bacterias ambientales", explica.
Curiosamente, Augsburger y sus colegas encontraron que, al igual que el ácido bromoacético, la luz solar también aumentó la transformación natural en Acinetobacter baylyi al desencadenar una vía de reparación del ADN.
Sorprendentemente, a pesar de que la luz UV también aumentó la absorción de ADN extracelular en el genoma de la bacteria, los genes habían sido dañados en la medida en que ya no eran funcionales, a diferencia del efecto de la luz solar y el ácido bromoacético.
"La luz solar aumentó la integración de ADN extranjero hasta dos veces", dice Augsburger. "La gracia salvadora fue que a pesar de que la luz UV también aumenta la integración de ADN extraño, al igual que los subproductos de desinfección y la luz solar, al mismo tiempo daña el ADN extracelular en las aguas residuales hasta el punto de que incluso si es tomada por bacterias, no será capaz de expresar esos genes".
"Nuestros estudios cuestionan nuestra dependencia actual del uso del cloro como paso final de desinfección en la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales", dice el microbiólogo Peiying Hong, quien supervisó los estudios. "Se podría considerar una estrategia de desinfección con luz UV para desinfectar el agua de baja turbidez. Esto podría ayudar a minimizar la contribución de las aguas residuales a la resistencia a los antimicrobianos".
El laboratorio de Hong está investigando cómo varios factores estresantes podrían interactuar para afectar las tasas de absorción e integración del ADN extracelular en bacterias.
