La resistencia a los antibióticos es una amenaza creciente de salud pública mundial que causa unas 23.000 muertes en Estados Unidos solamente cada año.
Una vía históricamente dominada por las que la resistencia a los antibióticos puede propagarse es a través del contacto o consumo de agua contaminada. Por ejemplo, los artículos de noticias recientes han aumentado los temores sobre el agua contaminada con aguas residuales humanas en algunas de las sedes de los Juegos Olímpicos de 2016 en Río de Janeiro y la posible propagación de resistentes ‘super-bacterias’. Por desgracia, los Juegos Olímpicos de Brasil son sólo un ejemplo de la creciente magnitud de este problema. La situación es «un problema de salud global», dijo Peter Vikesland, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Universidad Virginia Tech en el estado de Virginia-EE.UU.
Dentro de los EE.UU. solamente, la resistencia a los antibióticos es presuntamente responsable de U$$ 20 mil millones en costes de exceso de cuidado de la salud, U$$ 35 mil millones en costes directos para la sociedad, y más de ocho millones de días más en el hospital. A escala mundial los costes de la resistencia son difíciles de cuantificar, pero puede ser un orden de magnitud muy superior.
Vikesland, un experto en la optimización de las prácticas de desinfección de agua potable, es el investigador principal de un nuevo proyecto de U$$ 3,6 millones para 5 años como beca de la National Science Foundation (NSF), y de Asociaciones de Investigaciones Internacionales de y Educación (PIRE), que está dirigido a mitigar esta amenaza mundial.
La escalada mundial de población continua y «se requiere que se amplie la re-utilización del agua, que tensa los vínculos entre las aguas residuales y el agua potable», dijo Vikesland. Al menos 43 países actualmente re-utilizan las aguas residuales tratadas para el riego de parques, campos de golf, cultivos y otros fines. En algunos países, incluyendo partes de los Estados Unidos, las aguas residuales tratadas son cada vez más consideradas como una fuente de agua potable potencial.
El reto es que las plantas de tratamiento de aguas residuales son ricas en ingredientes que no son deseables en el agua potable. En particular, las comunidades de microbios – algunos beneficiosos y otros no tanto – que se desarrollan en plantas de tratamiento de aguas residuales.
«Las aguas residuales descargan lodos en efluentes que, a menudo, se enriquecen con los medicamentos antimicrobianos, crean microorganismos resistentes a estos, y estos componentes pueden recibir y contaminar los ambientes», explicó Vikesland.
El escenario para el ingreso de los antibióticos en el sistema de aguas es alarmantemente fácil. Cuando se consume un antibiótico, los investigadores han descubierto que hasta un 90 por ciento pasa a través del organismo sin ser metabolizado. En consecuencia, las drogas pueden abandonar el cuerpo casi intactas a través de las funciones corporales normales. Los seres humanos y los animales excretan tanto las drogas como las bacterias resistentes a los fármacos, permitiendo que estos contaminantes entren en las plantas de tratamiento de aguas residuales, o debido a la escorrentía agrícola, como los arroyos y ríos.
El proyecto de la NSF PIRE que Vikesland y sus colegas internacionales están llevando a cabo busca detener las aguas residuales derivadas de la resistencia a los antimicrobianos. Reconocen que el uso social de los medicamentos antimicrobianos y los procesos de tratamiento de aguas residuales afecta colectivamente las fluctuaciones de los productos farmacéuticos, organismos resistentes a los antimicrobianos y resistencias antimicrobianas. Estos patrones varían en todo el mundo. Quieren comprender globalmente estos escenarios.
Además, proponen para determinar cómo las características del entorno de recepción y las prácticas de tratamiento de aguas afectan sinérgicamente la difusión de la resistencia, y luego desarrollar y probar algunos nuevos enfoques en cuanto a la forma de detener la diseminación de resistencia a los antimicrobianos.
Hay «una necesidad urgente para hacer frente a este gran reto internacional en contextos multiculturales», añadió Vikesland. «La resistencia antimicrobiana es una crisis de salud pública en todo el mundo … y es una de las mayores amenazas para la salud humana de nuestro tiempo.»
A través de la concesión de la NSF PIRE tanto de licenciatura y posgrado los estudiantes tendrán la oportunidad de abordar este desafío global al viajar a 16 plantas de tratamiento de aguas residuales distribuidos globalmente. En estas plantas, el equipo del proyecto va a interactuar y aprender de un equipo de reconocimiento internacional de estudiosos que se armó explícitamente para abordar esta cuestión. Todos los de Virginia Tech, estudiantes de posgrado involucrados en el esfuerzo, van a participar en el Programa de Educación de Postgrado Interdisciplinario (IGEP) y ganarán certificados de Investigación Internacionales.
Este contrato NSF refleja la necesidad de la cooperación internacional. Los colegas de Vikesland sobre esta subvención son: Amy Pruden y Marc Edwards, también de ingeniería civil y ambiental, Venkataramana Sridhar de ingeniería de sistemas biológicos, y Lenwood Heath y Liqing Zhang, del departamento de ciencias de la computación, todo en Virginia Tech.
Otros colaboradores de Estados Unidos incluyen: Pedro Alvarez y Qi Lin Li, de la Universidad de Rice; Diana Aga de la Universidad de Buffalo; y Krista Wigginton de la Universidad de Michigan.
A nivel internacional, seis universidades de Asia están trabajando con el equipo de Vikesland: Tong Zhang de la Universidad de Hong Kong; Xiangdong Li, de la Universidad Politécnica de Hong Kong; Yong-Guan Zhu de la Academia China de Ciencias; Yi Luo de la Universidad de Nankai; Giselle Concepción de la Universidad de Filipinas; y Indumathi Nambi del Instituto Indio de Tecnología-Madras.
Desde Europa, cuatro universidades están involucradas: Tamar Kohn de Ecole Polytechnique Federale de Lausanne de Suiza; Juliane Hollender y Helmut Burgmann del Instituto Suizo de Ciencia Acuática y Tecnología, Suiza; Celina Manaia de la Universidade Católica Portuguesa, Portugal; y Joakim Larsson, de la Universidad de Gotemburgo, Suecia.
Kathy Laskowski, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de Virginia Tech, ayudará con la administración y las finanzas del grupo diverso y global del proyecto. El apoyo adicional del Instituto de Virginia Tech de Tecnología Crítica y Ciencias Aplicadas mejorará este esfuerzo global.
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