En arroyos urbanos, La contaminación farmacéutica persistente puede hacer que las comunidades microbianas acuáticas se vuelvan resistentes a los medicamentos. Así informa un nuevo estudio publicado hoy en la revista Ecosfera .

Emma Rosi, un ecólogo acuático del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas y autor principal del estudio explica, "Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales no están equipadas para eliminar muchos compuestos farmacéuticos. Estábamos interesados ​​en cómo los microorganismos de las corrientes, que realizan servicios ecosistémicos clave como eliminar nutrientes y descomponer la hojarasca, responden a la contaminación farmacéutica".

Los investigadores evaluaron la presencia de productos farmacéuticos, incluidos analgésicos, estimulantes, antihistamínicos, y antibióticos - en cuatro corrientes en Baltimore, Maryland. Luego midieron la respuesta microbiana a la exposición al fármaco. Los sitios de estudio se seleccionaron para representar un gradiente de desarrollo, de suburbano a urbano.

Los microorganismos como las bacterias y las algas crecen en conjuntos complejos llamados biopelículas, los recubrimientos viscosos que se encuentran en las rocas en los lechos de los arroyos. Estas comunidades taxonómicamente diversas son esenciales para mantener la salud del agua dulce. Impulsan el ciclo de nutrientes, descomponer los contaminantes, y forman la base de la cadena trófica de la corriente.

Rosi señala, "Los diferentes tipos de microbios pueden soportar diferentes tipos y concentraciones de productos químicos sintéticos. Cuando exponemos corrientes a la contaminación farmacéutica, sin darnos cuenta estamos alterando sus comunidades microbianas. Sin embargo, se sabe poco sobre lo que esto significa para la función ecológica y la calidad del agua ".

Los arroyos analizados son parte del Estudio de ecosistemas de Baltimore, y tienen diferencias bien documentadas en la contaminación de aguas residuales y nutrientes. Durante un período de dos semanas, Se desplegaron muestreadores pasivos en los arroyos para capturar una instantánea de la presencia y abundancia de seis medicamentos. Estos incluyeron:cafeína y anfetamina (estimulantes), acetaminofén y morfina (analgésicos), sulfametoxazol (antibiótico), y difenhidramina (antihistamínico).

Los resultados fueron claros:los arroyos urbanos tenían más contaminación farmacéutica. En comparación con sus homólogos suburbanos, ambos tenían una mayor cantidad de drogas presentes, y concentraciones de fármaco más altas.

Durante el mismo lapso de dos semanas, el equipo realizó una prueba para explorar cómo las comunidades microbianas en cada una de las cuatro corrientes respondían a la exposición a la cafeína, cimetidina, ciprofloxacina, y difenhidramina. Los contaminantes se probaron individualmente, con un enfoque en qué especies microbianas podrían sobrevivir en presencia de las drogas, y con qué eficacia podrían funcionar.

El coautor John J. Kelly de la Universidad Loyola de Chicago explica:"Las comunidades microbianas de Stream son sensibles a los productos farmacéuticos, que puede suprimir tanto la respiración como la producción primaria. Usamos la respiración como un sustituto para evaluar la capacidad de los microbios para mantener la función biológica en presencia de productos farmacéuticos ".

Frascos de prueba que contienen las esponjas farmacéuticas y de celulosa de destino, qué microbios pueden colonizar fácilmente, fueron colocados en los cuatro arroyos. Frascos de control, que contiene solo las esponjas de celulosa, se colocaron cerca de los frascos de prueba. Catorce días después, los frascos se llevaron al laboratorio y se analizaron para determinar la presencia y abundancia de especies microbianas y sus tasas de respiración.

Cafeína, cimetidina, y la ciprofloxacina condujo a una reducción de la respiración microbiana en todos los sitios; la difenhidramina tuvo un efecto marginal. El antibiótico ciprofloxacino tuvo un efecto negativo sobre las tasas de respiración, pero solo en arroyos suburbanos. En arroyos urbanos, La respiración microbiana fue la misma en los frascos de prueba expuestos al fármaco y de control.

Después de la exposición a la droga, el tipo y la abundancia de especies microbianas fueron diferentes en los sitios urbanos y suburbanos. En arroyos urbanos, las comunidades microbianas cambiaron en la composición de especies y pudieron mantener mejor las tasas de respiración. Esto indica que estos arroyos albergan microbios resistentes que pueden florecer cuando las especies no resistentes ya no pueden sobrevivir.

Rosi explica, "Sospechamos que, dado que las corrientes urbanas han recibido insumos farmacéuticos frecuentes durante períodos prolongados, En estas corrientes se han desarrollado focos de microbios resistentes a los fármacos. Están listos para colonizar sustratos, incluso cuando hay drogas presentes. Cuando se enfrenta a la exposición farmacéutica, estos microbios resistentes pueden mantener la función ecológica, incluso cuando se hayan eliminado otras especies ".

Si bien las comunidades microbianas pueden adaptarse y prosperar en presencia de insumos farmacéuticos persistentes, no todos los microbios son iguales en términos de su impacto en la calidad del agua y la salud humana. Por ejemplo, especies bacterianas del género Aeromonas, encontrado en el arroyo más urbanizado, están estrechamente asociados con enfermedades humanas y enfermedades gastrointestinales.

Kelly concluye, "La gestión eficaz de nuestras aguas dulces requiere una comprensión de cómo los contaminantes, incluidos los productos farmacéuticos, impacto en las comunidades microbianas. Nuestros hallazgos muestran que las biopelículas pueden ser sorprendentemente resistentes. Los impactos ecológicos más amplios de los cambios en la composición de las especies microbianas, así como los efectos del funcionamiento microbiano suprimido en más corrientes rurales, siguen siendo cuestiones importantes para explorar ".