Número 611: La contaminación industrial de metales pesados en un bosque sueco induce resistencia a los metales en las comunidades microbianas del suelo, pero también a los antibióticos de tetraciclina, concluye un nuevo estudio.
Foto de Stefan Holm, Shutterstock
La resistencia a los antibióticos emergente es una amenaza central para la seguridad alimentaria y la salud mundial. Está bien establecido que la contaminación por metales puede causar resistencia a los antibióticos en entornos agrícolas, pero faltan datos sobre la mayoría de los otros hábitats. Este estudio investiga la resistencia a los antibióticos emergentes en un bosque europeo, proporcionando nuevos datos para el desarrollo de evaluaciones precisas del riesgo ambiental.
Centrándose en el impacto a largo plazo de la contaminación por metales pesados en una comunidad microbiana de suelo forestal, los investigadores examinaron un bosque en Suecia, en el que una fundición había contaminado los suelos durante un período prolongado. Eligieron observar las concentraciones de metales, la función microbiana y la resistencia de la comunidad al cobre y los antibióticos en muestras de suelo de este sitio. También llevaron a cabo un experimento basado en laboratorio para ver si una mayor resistencia al metal y a los antibióticos podría inducirse experimentalmente en muestras de suelo con diferentes niveles de contaminación por metales de fondo.
La Comisión Europea se ha comprometido a reducir la aparición y propagación de la resistencia a los antimicrobianos, proporcionando un marco a tal fin en el marco del Plan de Acción «Una Salud» de 2017 para los Estados miembros. Los investigadores destacan el monitoreo y la investigación del medio ambiente como una prioridad para informar las evaluaciones de riesgos con respecto a la salud humana y animal.
Los investigadores tomaron muestras de suelo a lo largo de un transecto que corre hacia el norte y el sur de la fundición Rönnskär en Skellefteå, Suecia. Las muestras de suelo se tomaron de áreas forestales que contenían yacimientos de abeto de Noruega, abedul europeo y pino escocés.
Se analizaron muestras de suelo por características biológicas, físicas y químicas, incluyendo materia orgánica, contenido de agua, densidad a granel, tasas de crecimiento fúngica/bacteriana, tasa de respiración del suelo y pH. El carbono y el nitrógeno del suelo se midieron utilizando un analizador elemental, mientras que las concentraciones de arsénico, cadmio, plomo, cobre, zinc, mercurio y plata se analizaron mediante espectrometría de emisión óptica de plasma acoplada inductivamente, una técnica utilizada para detectar elementos químicos.
La forma más tóxica de ión de cobre que se encuentra en el suelo (Cu 2+) fue elegida para actuar como un sustituto de la toxicidad del cobre. Los investigadores utilizaron marcadores químicos de grupos taxonómicos microbianos (ácidos grasos fosfolípidos) para evaluar la diversidad de la comunidad microbiana en las muestras de suelo. Estas muestras fueron expuestas a diferentes concentraciones de cobre, tetraciclina y vancomicina, y después de esta exposición, los investigadores notaron el efecto en las tasas de crecimiento bacteriano del suelo, para resaltar los niveles de resistencia del microbioma a estas sustancias químicas.
El estudio encontró que la contaminación por cobre ha afectado las estructuras comunitarias microbianas de las muestras de suelo forestal sueco, reduciendo su capacidad para descomponer la materia orgánica. Además, a medida que la concentración de cobre aumentó en las muestras de suelo del suelo forestal, sin embargo (es decir, más cerca de la fundición), también lo hizo la resistencia de la comunidad microbiana a este metal. Crucialmente, este patrón fue reflejado por una resistencia inducida a los antibióticos de tetraciclina.
Sin embargo, la adición de cobre a las muestras del extremo bajo y alto del gradiente de contaminación indujo una mayor resistencia de la comunidad bacteriana al cobre, pero no mejoró la resistencia a los antibióticos. Los investigadores señalan que la diferencia entre el impacto de los niveles de metal en la resistencia microbiana a los antibióticos, en comparación con los resultados basados en el laboratorio, sugiere una diferencia en la exposición crónica frente a la exposición a corto plazo dentro de la comunidad bacteriana del suelo. Los investigadores destacan que el mecanismo de la «pequeña familia de resistencia a múltiples medicamentos (SMR)» en las bacterias, que son proteínas bacterianas que proporcionan protección contra los iones metálicos y los antibióticos de tetraciclina, podría tomar tiempo para iniciar, lo que confiere los diferentes patrones microbianos de exposición a corto a largo plazo al cobre.
El estudio muestra que la contaminación por metales en bosques templados promueve la resistencia a los antibióticos bacterianos del suelo, lo que ilustra un reservorio previamente desconocido de resistencia microbiana a los antibióticos. Los investigadores recomiendan que las evaluaciones de riesgo ambiental para cualquier actividad que dé lugar a mayores concentraciones de metales del suelo también deben considerar la inducción de resistencia microbiana a los antibióticos.
Más información:
Los hallazgos del estudio destacan que los experimentos de laboratorio a corto plazo no son el modelo más adecuado para investigar la resistencia de la comunidad bacteriana del suelo a los antibióticos, como resultado de la exposición a contaminantes metálicos industriales. En cambio, se requieren modelos de exposición a largo plazo de las comunidades bacterianas, como se encuentran en las comunidades de suelo contaminadas por sitios industriales cercanos. Esta investigación permitiría a los investigadores observar el desarrollo de la resistencia a los antibióticos durante un período de tiempo más largo, y determinar cuánto tiempo antes de que se produzca el pequeño mecanismo familiar de resistencia a los antibióticos sugerido para la resistencia a los antibióticos en las bacterias.
Fuente:
Rabow, S., Soares, M., y Rousk, J. (2022) ¿Puede la contaminación por metales pesados inducir la resistencia de la comunidad bacteriana del suelo a los antibióticos en los bosques boreales? Revista de Ecología Aplicada 60(2): 237–250.
Para citar este artículo/servicio:
«Ciencia para la política medioambiental»: Servicio de Alerta de Noticias de la DG Medio Ambiente de la Comisión Europea, editado por la Unidad de Comunicación Científica de la Universidad del Oeste de Inglaterra, Bristol.
Notas sobre el contenido:
Los contenidos y puntos de vista incluidos en Science for Environment Policy se basan en investigaciones independientes y revisadas por pares y no reflejan necesariamente la posición de la Comisión Europea. Tenga en cuenta que este artículo es un resumen de un solo estudio. Otros estudios pueden llegar a otras conclusiones.
Cuba, La Habana. Investigador Titular del Centro de Investigaciones Pesqueras, doctor en Ciencias en el Uso, Manejo y Preservación de los Recursos, y maestro en Ciencias del Agua.
