Se ha descubierto que los productos del tratamiento de aguas residuales contienen trazas de ADN resistente a los antibióticos. Estos productos a menudo se reintroducen en el medio ambiente y el suministro de agua. potencialmente resultando en la propagación de la resistencia a los antibióticos. Como tal, Los investigadores de la Escuela de Ingeniería de Viterbi de la Universidad del Sur de California han estado estudiando el desarrollo de estos genes potencialmente dañinos y peligrosos en los procesos de tratamiento de aguas residuales. Sus hallazgos, publicado en Ciencia y tecnología ambiental , indican que incluso concentraciones bajas de un solo tipo de antibiótico producen resistencia a múltiples clases de antibióticos.

"Estamos llegando rápidamente a un lugar aterrador que se llama" mundo posterior a los antibióticos, "donde ya no podemos combatir las infecciones con antibióticos porque los microbios se han adaptado para ser resistentes a esos antibióticos, "dijo Adam Smith, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en la USC e investigador principal del estudio. "Desafortunadamente, Los sistemas de tratamiento de agua diseñados terminan siendo una especie de caldera para la resistencia a los antibióticos ".

La mayoría de los antibióticos que consumimos se metabolizan en nuestro cuerpo. Sin embargo, pequeñas cantidades pasan por nosotros en nuestros desechos, que luego se llevan a plantas de tratamiento de aguas residuales. En estas plantas, Una de las formas habituales en que se tratan las aguas residuales es con un biorreactor de membrana, que utiliza tanto un sistema de filtración como un proceso biológico donde bacterias microscópicas consumen productos de desecho.

Mientras consume los desechos orgánicos, la bacteria se encuentra con los antibióticos y expresa genes de resistencia que reducen la eficacia de estos medicamentos. Estos genes de resistencia pueden luego transmitirse de la célula madre a la hija y entre vecinas a través de un proceso conocido como transferencia horizontal de genes.

Mientras la bacteria come, se reproduce y crece, se acumula un exceso llamado biomasa. Una planta de tratamiento de aguas residuales típica produce toneladas de biomasa todos los días. Una vez tratado, se elimina en rellenos sanitarios o se utiliza como fertilizante para cultivos de alimentos para la agricultura y el ganado.

En un escenario aún más terrible, Pequeñas cantidades de bacterias resistentes a los antibióticos y ADN flotante pasan a través de la membrana de filtración y salen por el otro lado de la planta de tratamiento en lo que se llama efluente. o el chorro de agua que sale de la instalación. En los angeles, parte de esto se arrojará al río L.A. y al océano Pacífico, mientras que el resto se recicla para riego, lavados de autos, extinción de incendios, o para reponer el agua subterránea suministrada, una fuente común de agua potable.

El equipo, también incluye a Ali Zarei-Baygi, primer autor del estudio y Ph.D. estudiante de la USC, Moustapha Harb, becario postdoctoral en la USC, Philip Wang, Doctor. estudiante de la USC, y Lauren Stadler, profesor asistente en Rice University, creen que la cantidad de organismos resistentes a los antibióticos que se forman en las plantas de tratamiento podría reducirse mediante alteraciones en los procesos de tratamiento. Por ejemplo, empleando oxígeno libre, o anaeróbico, procesos en lugar de procesos aeróbicos, y mediante el uso de filtración por membrana.

Respectivamente, para su estudio, utilizaron un biorreactor de membrana anaeróbica a pequeña escala y compararon los perfiles de resistencia a los antibióticos resultantes en la biomasa y el efluente entre sí y con las diferentes concentraciones y tipos de antibióticos que introdujeron en el sistema.

Descubrieron dos hallazgos clave:la resistencia en la biomasa y el efluente son diferentes y, por lo tanto, uno no puede usarse para predecir el otro; y las correlaciones que encontraron entre el antibiótico agregado y los genes de resistencia no siempre fueron claras. De hecho, sus resultados indicaron resistencia a múltiples fármacos en la que las bacterias tenían genes que permitían la resistencia a múltiples clases de antibióticos.

"La resistencia a múltiples fármacos parece ser el impacto más alarmante de esto, ", Dijo Smith." Independientemente de los antibióticos influyentes, ya sea en una concentración o en concentraciones muy bajas, es probable que se esté extendiendo mucha resistencia a múltiples fármacos ".

Creen que esto se debe a la presencia de elementos genéticos llamados plásmidos. Un plásmido puede portar genes de resistencia a varios tipos diferentes de antibióticos, resultando en correlaciones positivas entre un tipo de antibiótico y el gen de resistencia de otro. Esto no solo complica aún más las cosas, pero puede ser extremadamente peligroso. Debido a su tamaño extremadamente pequeño:1, 000 veces más pequeño que las bacterias:los plásmidos que flotan libremente pueden atravesar fácilmente el sistema de filtración en el proceso de tratamiento y salir de la planta en el efluente.

El equipo ahora está observando más de cerca la composición del efluente y planea aplicar lo que aprendieron a otras corrientes de desechos. como los desechos animales, a través de una asociación con el USDA.