Aplicaciones Científicas

Microplásticos en ríos, lagos y océanos son guarida perfecta de bacterias resistentes a antibióticos

Estudio liderado por ticos revela que plástico de tamaño milimétrico presente en cuerpos de agua facilita que microorganismos compartan genes que los hacen más fuertes ante tratamientos.

Para el 2050 se proyecta que habrá más plástico que peces en los océanos del planeta, esto debido a que el consumo de este material se ha incrementado exponencialmente, pues se utiliza de forma cotidiana en la fabricación de productos para cocina, ropa y construcción, entre otros.

Tras su uso y debido a la acción del agua y la radiación ultravioleta, el plástico se convierte en fragmentos con medidas menores a los cinco milímetros e inclusive, adquiere proporciones nanométricas —un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro— transformándose así en microplástico, que finalmente va a dar a cuerpos de agua como ríos, lagos y océanos.

La investigadora limonense María Arias determinó en un estudio desarrollado en Alemania, que en los ecosistemas acuáticos, la contaminación con microplásticos incrementa el intercambio de genes de resistencia antibiótica entre las bacterias, lo que podría tener un impacto negativo sobre la salud humana.

Esto quiere decir que las bacterias se hacen más fuertes y este tipo de medicamentos no consiguen acabar con ellas (no las matan).

Además, la investigación evidenció que los microplásticos también podrían contribuir en alterar las cadenas alimentarias y por ende, el equilibrio en los ecosistemas acuáticos.

¿Por qué sucede eso? A los microorganismos les encantan las superficies y el microplástico es una de ellas. Por esa razón, cuando este llega a un cuerpo de agua, las bacterias se adhieren a él y forman una biopelícula en la que pueden estar más cerca una de la otra.

“Las biopelículas son microecosistemas donde (las bacterias) intercambian comida, se comunican y comparten genes”, aclaró Arias.

Es decir, al plástico se le adhiere materia orgánica y esta atrae a las bacterias para pegarse a él. En realidad funciona como un sustrato.

Arias, quien trabaja para el Instituto Centroamericano de Estudios sobre Sustancias Tóxicas de la Universidad Nacional, explicó que la vida en el planeta cuenta con dos mecanismos para la evolución.

Uno es vertical, por ejemplo, una mutación en el ADN: se produce un cambio y ese cambio le permite a la descendencia de un organismo sobrevivir más.

Sin embargo, hay otro mecanismo que utilizan las bacterias en particular, que es el intercambio horizontal de genes.

“Yo tengo un gen, y se lo comparto a usted, aunque usted y yo seamos de especies diferentes. Esa es la razón por la cual las bacterias han sido tan exitosas en colonizar todo el planeta”, afirmó Arias.

Según la científica, lo que hacen estos microorganismos es intercambiarse herramientas.

La investigación determinó que es de esa forma que comparten el gen de resistencia a antibióticos; para las bacterias esto no es otra cosa que “un gen que les permite producir una proteína que las ayuda a degradar una sustancia que las mata. Ellas no entienden de salud o enfermedad”, comentó Arias.

La costarricense es la autora principal del artículo publicado recientemente en la revista Environmental Pollution y desarrolló la investigación mientras cursaba su doctorado en Alemania.

En el estudio también participaron el costarricense Keilor Rojas, ligado al Instituto Leibniz de Ecología y Pesquería de Agua Dulce y a la Universidad Latina de Costa Rica; Uli Klümper del Centro Europeo para el Medio Ambiente y la Salud Humana de la Universidad de Exeter, y Hans-Peter Grossart también del Instituto Leibniz.

Experimentos

Para obtener estos resultados, los investigadores desarrollaron dos experimentos.

En el primero de ellos la idea era probar por medio de un sistema muy simple (que solo tuviera dos especies de bacterias), si al introducir microplástico en un medio acuático, esto hacía que intercambiaran una tasa más alta de genes entre sí.

Estas pruebas se hicieron en pequeños frascos con agua del lago Stechlin que se encuentra junto a las instalaciones del Instituto Leibniz en Brandenburgo, Alemania.

En este caso se utilizó una bacteria donadora con una molécula de ADN llamada plásmido, que contenía, por ejemplo, un gen de resistencia a los antibióticos y se observó cómo se traspasaba físicamente a otra bacteria receptora.

“Al final, esta última adquiere el plásmido y con él, los genes que este contiene”, explicó la investigadora.

“Luego de 72 horas analizamos las bacterias en el agua y en el plástico y la cantidad de las receptoras que aceptaron el plásmido”, recordó Arias.

Así determinaron que la superficie de los microplásticos permite una interacción más cercana entre bacterias, que deja como resultado un aumento (de 1.000 veces) en la transferencia de genes de resistencia a antibióticos.

Mientras que la segunda parte del experimento consistió en cortar láminas de poliestireno (un polímero) en partículas de 4mm con ayuda de un sacabocados, para después introducirlas durante un mes en el lago Stechlin en una caja de acero.

Luego de transcurrido ese tiempo, observaron que las bacterias se pegaban a los bordes del microplástico, pues estos tenían mucha rugosidad. Estas cavidades son perfectas para que las bacterias vivan, eso es peligroso (para la salud humana) en el caso de (proliferación de) patógenos”, aclaró la investigadora.

“Tomamos una muestra del agua del lago, y analizamos las bacterias del agua y las bacterias del plástico. La idea era ver la tasa de intercambio genético de ambas comunidades y la identidad de las bacterias que recibieron el material genético. Esto se hizo en un filtro para asegurar igualdad de condiciones en el intercambio”, aclaró Arias.

Finalmente, determinaron que la comunidad de bacterias en el plástico fue la que tuvo mayor tasa de intercambio de los genes, entre ellos, el de resistencia a los antibióticos (100 veces) y que una gran diversidad de bacterias eran capaces de intercambiar el plásmido con genes de resistencia a antibióticos.

Acciones

El coautor del estudio, Keilor Rojas, aseguró en una columna de opinión publicada en El Financiero que de forma individual las personas colaboran con esta realidad: “Somos responsables de rechazar, reusar, reducir y reciclar. Los consumidores somos cómplices de esta situación”.

Asimismo, señaló que las empresas deben evitar usar plástico en sus procesos y productos, así como tomar mayor responsabilidad por su disposición final. También que los gobiernos deben prohibir “ciertos usos del plástico, tasar los envases, obligar a la separación de desechos, y establecer multas severas a quien contamina”.

¿Por qué es preocupante que la presencia del plástico en ecosistemas acuáticos?

“El plástico tiene características sumamente preocupantes, es una superficie muy apta para que las bacterias sobrevivan. Va a durar muchísimos años para degradarse por completo, cientos de años, y tiene una capacidad enorme de viajar. Los microplásticos terminan en los océanos pero ahí pueden movilizarse de un lado a otro, llevando todos esos genes con ellos”, destacó la investigadora.

Inclusive se sabe que han llegado hasta el hielo de las zonas polares, que podría estar contaminando el agua que tomamos tanto seres humanos como animales.

Asimismo, el plancton –comida de peces y otras especies marinas– consume microplástico y eso puede generar un impacto en la cadena alimentaria del océano.

Monserrath Vargas L.

Monserrath Vargas L.

Redactora en la sección de Aldea Global de La Nación. Periodista graduada por la Universidad de Costa Rica. Escribe sobre ciencia y tecnología.