La desinfección subletal del agua puede promover inadvertidamente la propagación de la resistencia a los antibióticos

La desinfección subletal del agua puede promover inadvertidamente la propagación de la resistencia a los antibióticos

El estudio muestra que los factores estresantes ambientales no sólo matan las bacterias; También pueden preparar a las células supervivientes para que absorban genes de resistencia de manera más eficiente, lo que genera preocupación sobre la propagación de bacterias resistentes a los antibióticos en las vías fluviales.

Los genes de resistencia a los antibióticos y las bacterias resistentes a los antibióticos ahora se reconocen como contaminantes ambientales emergentes, que se detectan comúnmente en ríos, lagos, aguas residuales e incluso océanos. Los sistemas acuáticos proporcionan condiciones ideales para la supervivencia, interacción y propagación de genes de resistencia entre microorganismos. Las bacterias intercambian material genético mediante transferencia horizontal de genes, incluida la transformación, un proceso en el que las células absorben ADN libre directamente de su entorno. Aunque se sabe que la transformación contribuye a la propagación de la resistencia, su comportamiento bajo tensiones ambientales realistas (como una desinfección incompleta) no se comprende bien. El tratamiento moderno del agua depende cada vez más de tecnologías avanzadas basadas en la oxidación y la luz. Sin embargo, las fluctuaciones en la eficiencia del procesamiento pueden hacer que las bacterias permanezcan vivas pero estresadas y no completamente inactivadas. Comprender cómo estas condiciones subletales influyen en la transmisión de ARG es fundamental para proteger la salud pública.

Un estudio (DOI:10.48130/biocontam-0025-0017) publicado enBiocontaminanterealizado el 8 de diciembre de 2025 por el equipo de Taicheng An, Universidad Tecnológica de Guangdong, muestra que la desinfección subletal del agua puede acelerar inadvertidamente la propagación de la resistencia a los antibióticos al promover la absorción inducida por el estrés de genes de resistencia en las bacterias supervivientes.

Utilizando un sistema de fotocatálisis subletal (Sub-PC) para simular una desinfección incompleta del agua, este estudio investigó sistemáticamente cómo el estrés oxidativo influye en la conversión de ARG. Dos cepas receptoras susceptibles a los antibióticos,Escherichia coliDH5α yE. coliHB101 se expuso a condiciones sub-PC y se analizó la inactivación bacteriana, las respuestas fisiológicas al estrés y la absorción de ARG utilizando un plásmido que porta el gen de resistencia a la ampicilina (amp). Con una exposición sub-PC idéntica, la abundancia bacteriana disminuyó gradualmente en aproximadamente 2 logaritmos después de 120 minutos, pero casi el 10% de las células permanecieron viables, lo que representa un conjunto suficiente para la transferencia horizontal de genes mediante transformación. En consecuencia, los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) intracelulares aumentaron significativamente en la fase temprana (0 a 60 minutos), alcanzando de tres a cuatro veces el valor inicial, mientras que las enzimas antioxidantes catalasa (CAT) y superóxido dismutasa (SOD) fueron fuertemente inducidas, lo que indica la activación de las defensas contra el estrés oxidativo. A medida que avanzaba el tratamiento, el daño excesivo provocó una disminución de los niveles de ROS, CAT y SOD, lo que se asoció con lisis y fuga celular. Después de la absorción del plásmido, los transformantes resistentes a la ampicilina mostraron una mayor persistencia bajo sub-PC y solo mostraron una reducción de aproximadamente 1 log en la abundancia, lo que respalda la idea de que la adquisición de ARG mejora la tolerancia al estrés. Los experimentos de optimización revelaron que la transformación era más eficiente a 37 °C y requería altas densidades de receptores; El rendimiento máximo de transformante fue de 10⁸–10⁹ UFC·ml⁻¹, eligiéndose 10⁸ UFC·ml⁻¹ para una cuantificación sólida. En estas condiciones óptimas, las frecuencias de transformación aumentaron de tres a cuatro veces y media, alcanzando un máximo entre 50 y 60 minutos antes de disminuir a medida que aumentaba el daño celular. Los análisis mecanicistas mostraron que los eliminadores de ROS atenuaron significativamente el efecto de amplificación pero no lo abolieron, lo que confirma que ROS es un factor clave. La sub-PC también aumentó la permeabilidad de la membrana, aumentó el Ca²⁺ intracelular casi cuatro veces y disminuyó el ATP, limitando así la salida de Ca²⁺ y mejorando su acumulación. Los perfiles de expresión genética confirmaron estas tendencias, mostrando una regulación positiva temprana de los genes de respuesta al estrés, antioxidantes, transporte de membrana y absorción de ADN, así como supresión de las vías metabólicas energéticas.

Los resultados resaltan un riesgo crítico pero subestimado en los sistemas de tratamiento de agua: una desinfección parcialmente efectiva puede promover la propagación de la resistencia a los antibióticos en lugar de prevenirla. El estrés subletal no sólo permite que las bacterias sobrevivan, sino que también aumenta activamente su capacidad para adquirir genes de resistencia del medio ambiente. Este mecanismo podría contribuir a la persistencia y amplificación de la resistencia a los antibióticos en aguas residuales, aguas superficiales y ecosistemas aguas abajo.

Fuentes: