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Los microplásticos de los ríos propagan microbios resistentes a los antibióticos
Último revisado: 02.07.2025
En un estudio reciente publicado en la revista Nature Water, los científicos examinaron la distribución del virus, las interacciones con el huésped y la transferencia de genes de resistencia a los antibióticos (ARG) en microplásticos utilizando secuenciación metagenómica y de virus.
La contaminación persistente por microplásticos es una característica definitoria del Antropoceno, que plantea riesgos ambientales y para la salud pública debido a la lixiviación tóxica y la penetración directa en los tejidos biológicos. Los microplásticos crean nichos únicos para la colonización microbiana y el crecimiento de biopelículas, formando una "plastisfera" compuesta por diversas comunidades microbianas. Estas superficies pueden enriquecer selectivamente a los patógenos, lo que podría afectar la transmisión de enfermedades. A pesar de su ubicuidad, los virus han sido ampliamente ignorados en los estudios sobre plastisferas, aunque evidencia reciente sugiere que persisten en los microplásticos e interactúan con huéspedes bacterianos. Se necesita más investigación para comprender plenamente los impactos ecológicos de las comunidades virales y la transmisión de ARG en los microplásticos, así como sus implicaciones para el medio ambiente y la salud humana.
En marzo de 2021, se realizó un estudio sobre dos tipos de microplásticos, polietileno (PE) y polipropileno (PP), en el río Beilong, provincia de Guangxi, China. Se seleccionaron cinco sitios a lo largo del río según su nivel de urbanización y propiedades fisicoquímicas, desde zonas rurales hasta urbanas. En cada sitio, se cultivaron 2,0 g de microplásticos (PE y PP) y partículas naturales (piedra, madera, arena) en agua de río. Los microplásticos se desinfectaron con etanol al 70 % y se lavaron con agua estéril, mientras que las partículas naturales se esterilizaron para eliminar las comunidades bacterianas y virales originales. El tiempo de incubación se basó en estudios previos que demostraron la formación exitosa de biopelículas en plásticos en un plazo de 30 días.
Tras la incubación, se recogieron microplásticos, partículas naturales y muestras de agua, que se almacenaron a -20 °C para su análisis. Se filtraron las partículas grandes y los herbívoros, y se determinaron las concentraciones de metales mediante espectrometría de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente. Se midieron otras propiedades fisicoquímicas y los niveles de urbanización.
El ADN se extrajo con el kit FastDNA Spin y se secuenció en la plataforma HiSeq X. Se procesaron lecturas de alta calidad para predecir marcos de lectura abiertos y eliminar genes redundantes. Los genomas bacterianos se ensamblaron y anotaron mediante diversas herramientas bioinformáticas. El ADN viral se extrajo, enriqueció y secuenció para identificar contingentes virales y posibles agrupaciones virales en microplásticos.
Mediante secuenciación metagenómica, se identificaron 28.732 especies bacterianas en muestras de microplásticos de la cuenca del río Beilong. Los filos dominantes fueron Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria y Chloroflexi, representando el 52,6% de la comunidad bacteriana. La riqueza y uniformidad de especies no mostró diferencias significativas por sitio o tipo de microplástico. La comunidad bacteriana principal, compuesta por 25.883 especies, representó el 78,4% del total de especies detectadas, con 12.284 especies comunes a todas las muestras excepto una muestra de PE. La mayoría de las especies (28.599) fueron comunes a los microplásticos de PE y PP, con 49 y 84 especies exclusivas de PE y PP, respectivamente.
Aproximadamente el 0,32 % de las especies bacterianas fueron patógenos potenciales, con 91 especies detectadas en 11 filos. Los patógenos dominantes fueron Burkholderia cepacia (13,29 %), Klebsiella pneumoniae (10,21 %) y Pseudomonas aeruginosa (7,59 %). Se observó un efecto significativo de distancia-día en la similitud de las comunidades microbianas entre sitios (R² = 0,842, P < 0,001). El análisis NMDS mostró diferencias en la estructura de la comunidad bacteriana entre microplásticos de PE y PP.
Para las comunidades virales, se obtuvieron 226.853 recuentos, en su mayoría menores de 1.000 kb. Myoviridae y Siphoviridae predominaron, representando el 58,8 % de la abundancia viral. La riqueza y la uniformidad viral no difirieron significativamente entre los tipos de microplásticos. Los recuentos virales se clasificaron en 501 géneros, de los cuales 364 fueron comunes a PE y PP. Se observó un efecto significativo de distancia-día en las comunidades virales entre sitios. El análisis NMDS mostró diferencias en las comunidades virales entre microplásticos de PE y PP.
Se realizó una anotación de los genes funcionales de secuencias bacterianas y virales en microplásticos utilizando diversas bases de datos. La mayoría de los genes virales no estaban clasificados o estaban mal caracterizados; algunos estaban relacionados con el procesamiento de la información genética y los procesos celulares. Los genes funcionales bacterianos tampoco estaban clasificados; algunos estaban relacionados con las vías metabólicas y la biosíntesis. Se encontraron genes de resistencia a metales (MRG) y ARG en secuencias virales y bacterianas; los más comunes fueron los de resistencia a Cu, Zn, As y Fe.
Los ARG bacterianos codificaron principalmente resistencia a múltiples fármacos, macrólidos, lincosamidas y estreptograminas (MLS), y tetraciclina, mientras que los ARG virales incluyeron genes de resistencia a trimetoprima, tetraciclina y MLS. Se observó transferencia horizontal de ARG y MRG entre los virus y sus hospedadores bacterianos, lo que indica un posible intercambio genético que promueve la formación de microplásticos.
El estudio encontró diferencias en las comunidades bacterianas y virales que colonizan microplásticos en comparación con las partículas naturales del río Beilun. Si bien la diversidad se mantuvo similar en todos los sitios, el tipo de microplástico influyó en la composición de la comunidad. Cabe destacar que los investigadores identificaron patógenos potenciales y ARG asociados con bacterias y virus en microplásticos. Observaron evidencia de transferencia horizontal de genes entre virus y bacterias, lo que sugiere que los microplásticos podrían contribuir a la propagación de la resistencia a los antimicrobianos en ambientes acuáticos. Estos hallazgos resaltan los posibles riesgos ambientales y para la salud pública asociados con la contaminación por microplásticos.