Incidencia de las tecnologías de tratamiento en el sector sanitario sobre la diseminación de resistencia a antimicrobianos para el potencial reúso de las aguas servidas tratadas.
Authors:   , LEIVA VENTURELLI ANA MARIA TRINIDAD 
Published: November 2024

La resistencia a antimicrobianos (RAM) es un desafío que debe ser abordada desde una perspectiva interdisciplinaria. El uso indiscriminado de antimicrobianos por parte de la industria agropecuaria, acuícola, veterinaria y farmacéutica, han convertido a la RAM en un problema no sólo para la salud pública, sino que también para el medio ambiente.
Las plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) han sido consideradas como un reservorio de diseminación de RAM para el medio ambiente. Dentro de sus principales componentes, las aguas servidas (AS) presentan concentraciones de antimicrobianos y abundancias de bacterias y genes de resistencia a antimicrobianos (BRA y GRA, respectivamente); elementos responsables de la diseminación de RAM. En general, las PTAS consisten en un tratamiento secuencial de procesos físicos, químicos y biológicos, donde éste último tiene un rol primordial en esta problemática. En los reactores biológicos, generalmente utilizados como tratamiento secundario, las AS entran en contacto con las bacterias propias del tratamiento siendo un ambiente ideal para la diseminación de la RAM. Las concentraciones y abundancias de materia orgánica, nutrientes y antimicrobianos, BRA y GRA junto con las condiciones de temperatura, oxígeno disuelto y tiempo de retención hidráulico generan un escenario propicio para el crecimiento bacteriano y para el intercambio genético de GRAs. Es así como el tratamiento biológico es una etapa que es necesaria estudiar para comprender cómo las diferentes tecnologías pueden tener un efecto sobre las eficiencias de eliminación y comunidades bacterianas.
Por otro lado, las PTAS actúan también como una fuente de diseminación en el medio ambiente, ya que sus efluentes son descargados a los cuerpos de agua como ríos, lagos u océanos. Debido al escenario de escasez hídrica y la aplicación de la economía circular, los efluentes de las PTAS, conocidos como aguas servidas tratadas (AST), están siendo consideradas como una nueva fuente de agua para el riego agrícola. La presencia de antimicrobianos, BRA y GRA pone en riesgo un reúso seguro tanto para la salud pública como también para el medio ambiente. Es por esta razón que los posibles impactos, en relación con la diseminación de la RAM, son necesarios de ser estudiados.
Ante este contexto, el objetivo principal de esta tesis doctoral fue evaluar la incidencia de las tecnologías en el sector sanitario sobre la diseminación de RAM para el potencial reúso de las aguas servidas tratadas (AST). En primer lugar, se evaluó el desempeño de las diferentes tecnologías en la eliminación de antimicrobianos en la corriente líquida (Capítulos III, IV; V, VI y VII). Luego, se analizó las comunidades microbianas (Capítulo VIII) y finalmente, se evaluó el potencial reúso de las AST provenientes de las diferentes tecnologías de tratamiento (Capítulos VII, VIII y XI). Para cumplir con dicho objetivo, se evaluaron diferentes tipos de tecnologías biológicas convencionales y no convencionales presentes en el sector sanitario. En el caso de las tecnologías convencionales, se utilizaron los sistemas de lodos activados (LA) y biodiscos (BD) mientras que, en las no convencionales, se evaluaron los sistemas de humedales construidos (HC) y vermifiltros (VF). Es importante mencionar que estas tecnologías se encuentran instaladas en la región del Biobío, Chile. En general, se tomaron muestras de agua tanto de los influentes (I) como efluentes secundarios (ES) y finales (EF) y se determinaron la presencia de los elementos de diseminación de RAM (antimicrobianos, BRA y GRAs), parámetros fisicoquímicos y microbiológicos para determinar el desempeño de las diferentes tecnologías. Asimismo, se evaluaron las comunidades bacterianas presentes a través de secuenciación masiva del gen ADNr 16S. Finalmente, con todos estos resultados, se determinó el potencial reúso de las AST generadas por las diferentes PTAS evaluadas.
Los principales resultados de esta tesis doctoral demostraron que las tecnologías convencionales y no convencionales presentan eficiencias de eliminación de antimicrobianos y reducciones de coliformes, BRA y GRAs que fluctuaron entre 20 – 90%, 4,1 – 4,5 unidades logarítmicas (ulog), 2,6 – 4,6 ulog y 2,3 – 4,0 ulog, respectivamente. Los análisis estadísticos reportaron que no existen diferencias significativas entre las diferentes tecnologías evaluadas (p > 0,05). Sin embargo, si se reportaron diferencias entre I y EF considerando todas las PTAS evaluadas. Este resultado demuestra que las PTAS instaladas son capaces de reducir las concentraciones y abundancias de los elementos responsables de la RAM y disminuir los riesgos asociados a esta problemática.
En cuanto a las comunidades microbianas presentes, los análisis filogenéticos reportaron que la composición de las comunidades bacterianas es similar e independiente del tipo de tecnología biológica evaluado donde predomina en más de un 50% los phyla Proteobacteria y Bacteroidota. Siguiendo la misma tendencia de los resultados asociados a los desempeños de las diferentes PTAS, los análisis estadísticos demuestran que existen diferencias entre las muestras I y EF lo que indica que las PTAS son capaces de reducir la diseminación de RAM. Además, se reportaron correlaciones positivas entre algunas comunidades bacterianas perteneciente al phyla Proteobacteria, GRA, BRA y coliformes.
Finalmente, al evaluar el potencial reúso de las AST en la agricultura, se puede constatar que a pesar de que las PTAS son capaces de reducir las abundancias de GRAs, se reportaron abundancias entre 1,2 – 5,2 log (copias/mL), donde no existen diferencias significativas entre las tecnologías biológicas (p > 0,05). Cuando los cultivos son irrigados con AST, estos valores varían dependiendo del tipo de cultivo y del tejido. En el caso de plantas de consumo directo como la lechuga (Lactuca sativa), las abundancias de GRAs son mayores en la hoja que en los suelos. En esta circunstancia, si existe un potencial riesgo de diseminación de RAM asociado al consumo de este tipo de hortalizas.