En un proyecto apoyado por el Austrian Science Fund FWF, el microbiólogo Andreas Farnleitner está buscando nuevos métodos para analizar la contaminación fecal en el agua. Usando análisis de ADN, el científico tiene como objetivo desarrollar métodos integrales y simples para determinar el alcance y el origen de la contaminación fecal.
En 2015, las Naciones Unidas formularon 17 objetivos para el desarrollo sostenible. Uno de estos objetivos es proporcionar a todas las personas acceso a agua potable. En el presente, el agua disponible para al menos 1.500 millones de personas está contaminada con heces. Esto puede producir enfermedades graves como el cólera:unas 500, 000 personas enferman por consumir agua contaminada cada año. El objetivo es resolver este problema para 2030, pero a menudo es difícil implementar las medidas adecuadas, porque la fuente de la contaminación no puede detectarse utilizando las pruebas disponibles actualmente. En un proyecto financiado por el Austrian Science Fund FWF, un grupo dirigido por Andreas Farnleitner de la Technische Universität Wien (TU Wien) y la Universidad de Ciencias de la Salud Karl Landsteiner en Krems tiene la intención de cambiar eso mediante la investigación para desarrollar métodos analíticos más precisos y rápidos para el agua.
Un método que tiene más de 100 años
"Durante los últimos 120 años, Se han detectado heces en el agua a partir de la bacteria intestinal Escherichia coli. Vive en los intestinos de animales y humanos, y es relativamente sencillo detectarlo en el agua ", dice Farnleitner. "Filtra el agua y coloca el filtro en una placa de Petri. Si hay Escherichia coli, comenzará a crecer y a formar colonias fácilmente visibles al día siguiente. Este es el método tradicional utilizado, condicionando todos los estándares en todo el mundo ". Según Farnleitner, sin embargo, este método estándar esencial ya no es suficiente. "Por una cosa, la prueba no nos dice la fuente de la contaminación. ¿Es animal o humano? ¿Animal doméstico o salvaje? Hoy también desea poder sacar conclusiones sobre el riesgo para la salud ". En sí mismo, la bacteria "Escherichia coli" es inofensiva y no todas las heces contienen agentes microbianos peligrosos. "Necesitamos métodos para evaluar qué tipos de patógenos fecales pueden estar presentes en el agua", explica Farnleitner.
Identificación de bacterias fecales por su ADN
En varios proyectos financiados por la FWF, Farnleitner investiga nuevos métodos de detección de contaminación microbiana fecal en los recursos hídricos. Concentra sus esfuerzos en poblaciones de bacterias intestinales que no se pudieron detectar en el pasado, las denominadas "bacterias abundantes asociadas al huésped". "Realmente, La bacteria 'Escherichia coli' solo juega un papel de apoyo en los intestinos. Otras bacterias se encuentran en cantidades mucho mayores, incluso más alto en varios órdenes de magnitud, pero, a diferencia de 'Escherichia coli', no pueden cultivarse mediante procesos estándar. "Es posible, sin embargo, para detectar esas bacterias directamente mediante su ADN. "En principio, es un poco como usar el análisis de ADN en investigaciones criminales. Analizamos el ADN de las bacterias fecales que son relevantes para nuestros propósitos ".
Averiguar qué bacterias son relevantes para tal análisis es el centro de un proyecto de FWF en curso. Para encontrar la respuesta, Farnleitner analiza las heces de una amplia variedad de animales domésticos y salvajes, incluyendo pájaros, reptiles anfibios y peces, así como muestras de suelo, con el fin de elaborar una base de datos de los microorganismos allí encontrados. "Hemos construido la base de datos fecal que ahora incluye excreciones de más de 450 animales diferentes, con el fin de tener una primera impresión de la diversidad y las diferencias de poblaciones bacterianas entre las distintas fuentes de contaminación fecal. "En el muestreo, que se llevó a cabo en todo el mundo, Los investigadores fueron asistidos por veterinarios en un equipo dirigido por Chris Walzer y Gabrielle Stalder de la Universidad de Medicina Veterinaria. Viena.
23 millones de secuencias de ADN
Distinguir grupos de animales en función de sus bacterias fecales planteó al grupo de investigación nuevos retos:"Es una empresa más compleja de lo que pensábamos. En primer lugar, establecimos que las heces de los rumiantes son muy diferentes a las del resto. era de esperar porque su sistema digestivo funciona de manera diferente. Es bueno ver que este hecho se refleja en su microbioma intestinal ". Entre otras cuestiones, el proyecto se refiere a la cuestión de la "coevolución". Algunas bacterias intestinales se desarrollaron junto con su huésped y son características de ese organismo. Son como una huella dactilar para el respectivo grupo de animales. Esto es exactamente lo que busca el equipo de Farnleitner. Hasta ahora han analizado 23 millones de secuencias de ADN, una cifra que representa un desafío para los métodos bioinformáticos actuales. El biólogo molecular Georg Reischer está a cargo del análisis de secuencias, apoyado por el grupo de la profesora Ruth Ley en el Instituto Max Planck en Tübingen, Alemania.
"En el futuro podremos utilizar el resultado para pruebas de campo y métodos de detección rápida que funcionen al aire libre al aire libre, utilizando herramientas sencillas. Por todo el mundo, la gente está trabajando en el desarrollo de herramientas de detección inteligentes ", dice Farnleitner. "Una carrera se inició hace 10 años en los EE. UU., donde se introdujeron nuevas regulaciones. Si tiene problemas con la calidad del agua en los EE. UU., también tienes que especificar su fuente. Este desarrollo va a revolucionar el análisis de la calidad del agua ", concluye Farnleitner. Ahora, después de casi 150 años, la puerta está abierta para el progreso.
