Resistencia a Antibióticos en el medio ambiente

La investigación enfocada a los mecanismos de resistencia se ha centrado mayoritariamente, y por razones obvias, en bacterias patógenas. Sin embargo, estos estudios proveen información limitada sobre los orígenes y fuentes de la resistencia a antibióticos (Wright, 2007). Una visión general de los mecanismos de resistencia debería incluir diferentes ambientes, con la finalidad de visualizar de manera global los elementos ecológicos y genéticos que regulan la evolución y la transmisión de las resistencias a antibióticos.

Esta visión global es la que se propone desde la perspectiva “One Health”, en que se propone un esfuerzo integrativo de múltiples disciplinas, trabajando a nivel local, nacional y global para conseguir las condiciones de salud óptimas en personas, animales y el medio ambiente. Se considera que sólo se conseguirá afrontar y resolver el problema de las resistencias a antibióticos si se logra atacarlo desde esta perspectiva.

Por otro lado, en cada uno de estos ambientes se ha de determinar la extensión global de ARGs. El término resistoma fue planteado por el grupo de G. Wright en 2006, el cual engloba la colección de todos los ARGs presentes en los microorganismos patógenos, productores de antibióticos y bacterias ambientales benignas (D’Costa et al., 2006). El resistoma incluye a los genes de resistencia crípticos, los cuales son una gran variedad de genes que codifican proteínas con una modesta resistencia, o que tienen funciones de anclaje de antibióticos. Estos elementos potenciales de resistencia podrían desarrollarse por medio de una adecuada presión selectiva (Wright, 2007). Así también, el resistoma abarca a los genes precursores denominados elementos de protorresistencia, los cuales codifican determinadas tareas metabólicas (Wright, 2010).

Diversos elementos del resistoma, muy similares entre sí, han sido detectados en una gran diversidad de ambientes. Por ejemplo: en las muestras clínicas humanas y animales, suelo, agua y alimentos; así como en lugares apartados de la

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influencia antropogénica, como por ejemplo la selva amazónica, el Ártico o la Antártida (Miller et al., 2009; Motta et al., 2004; Sjölund et al., 2008).

Existen diferentes orígenes de factores de resistencia a antibióticos, los cuales pueden diseminarse en el medio ambiente por diversas rutas. El medio ambiente es una gran fuente de ARGs de las propias bacterias residentes, pero si bien se encuentra una gran diversidad de ARGs en suelos, lagos y ríos sin contaminación antropogénica, las densidades de las poblaciones bacterianas no son excesivamente elevadas (Amábile-Cuevas, 2015; Wellington et al., 2013).

Por el contrario, otros ambientes que presentan mayores densidades de bacterias, aún con una diversidad de ARGs menor, se consideran como importantes fuentes de ARGs. Estos ambientes son:

(1) Microbiota humana y animal: La microbiota intestinal es el ecosistema más

densamente poblado en la tierra. Además de proveer funciones metabólicas beneficiosas, la elevada concentración y diversidad de microorganismos presentes facilita la transmisión por HGT (Penders et al., 2013). Estudios de metagenómica revelan que una elevada proporción de ARGs,presentes en bacterias cultivables y no cultivables humanas, son idénticos a los ARGs de patógenos humanos (Sommer et al., 2010; Sommer et al., 2009).

(2) Hospitales: Los hospitales, por su naturaleza, representan la principal fuente

de antibióticos y bacterias resistentes que alimentan los sistemas de aguas residuales, y además, son uno de los lugares proclives para contraer infecciones con patógenos resistentes (Kümmerer, 2009b). Las infecciones nosocomiales representan el 3.5-10.5% de pacientes hospitalizados en países industrializados, y más del 25% de pacientes en países en desarrollo (ECDC, 2016b; Gould & van der Meer, 2011). A nivel internacional se han elaborado políticas, con la finalidad de reducir estos porcentajes (CDC, 2012; The Council of the European Union, 2009).

(3) Ganadería: El extensivo uso de antibióticos en animales ha promovido un

elevado desarrollo y la presencia de una abundante diversidad de resistencias a antibióticos en el entorno ganadero (Heuer et al., 2011). El estiércol animal, usado desde hace cientos de años como coadyuvante en la nutrición del suelo para la agricultura, es hoy considerado como una vía de diseminación de ARGs y de antibióticos (Binh et al., 2008; Brooks et al., 2014; van den Bogaard et al., 1999).

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Los alimentos de origen animal y vegetal podrían, por tanto, ser también fuente de bacterias resistentes y ARGs.

(4) Aguas residuales urbanas, agrícolas y veterinarias: Las estaciones de

tratamiento de aguas residuales (WWTP, del inglés wastewater treatment plant) representan uno de los principales reservorios de resistencias a antibióticos, ya que sus procesos favorecen la selección de organismos resistentes así como la transferencia de ARGs (Bouki et al., 2013; Rizzo et al., 2013; Zhang et al., 2009). Se ha observado con mucha frecuencia, que los efluentes de las WWTPs contienen un mayor porcentaje de bacterias resistentes a antibióticos que el agua residual. (Da Silva et al., 2006; Novo & Manaia, 2010; Watkinson, et al., 2007).

(5) Suelos, incluyendo sedimentos: Una gran variedad de antibióticos se fijan

en las partículas de suelo (Gu & Karthikeyan, 2008; Thiele-Bruhn, 2003), promoviendo la acumulación ambiental de estos compuestos y la potencial aparición de fenómenos de HGT y mutaciones en las poblaciones bacterianas presentes (Cytryn, 2013). Diferentes bacterias aisladas en suelos poseen diferentes elementos de multirresistencias con gran similitud a genes de patógenos humanos, incluyendo regiones no codificadas y secuencias de movilización que sugieren la existencia de fenómenos de HGT (Forsberg et al., 2012; Gudeta et al., 2015).

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Figura 9. Diseminación de antibióticos y de resistencia a antibióticos por medio

de la agricultura, población, hospitales, plantas de tratamiento de aguas residuales, y ambientes asociados. Adaptado de Davies & Davies, 2010, Copyright © 2010 American Society of Microbiology. ASM authorizes an advanced degree candidate to republish the requested material in his/her doctoral thesis or dissertation.