La investigadora Angela Plaza Garrido, del Laboratorio de Investigación Interdisciplinaria en Ciencias y Tecnología del Agua Ko-Yaku del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles, fue seleccionada en el Concurso Fondecyt de Postdoctorado 2022 de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), para llevar a cabo la investigación “Environmental persistence and impact of antibiotics and antibiotic-resistant microorganisms from rural domestic wastewater in Chile” (“Persistencia ambiental e impacto de antibióticos y de microorganismos resistentes a los antibióticos en aguas residuales rurales en Chile”). La propuesta de investigación fue patrocinada por la académica de nuestro Departamento Cristina Villamar.
El objetivo de la investigación es determinar la presencia de antibióticos y bacterias resistentes a estos fármacos en aguas residuales domésticas en zonas rurales de Chile, luego de haber sido tratadas en plantas rurales, pudiendo ser usadas para riego. De modo que se busca evaluar el impacto de la presencia de estos contaminantes en el agua y en el suelo, y su efecto negativo en el ambiente y en los cultivos de vegetales.
Esta investigación nace desde el proyecto Fondecyt de Iniciación en Investigación 2019 (11190352) a cargo de la Dra. Villamar: “Incidence of Biofiltration processes on the Removal of Pharmaceutical and Personal Care Products from Domestic Wastewater” (“Incidencia de los procesos de biofiltración en la eliminación de productos farmacéuticos y de cuidado personal de aguas residuales domésticas”). En este contexto se integró, en marzo de 2021, la Dra. Plaza como investigadora postdoctoral gracias al financiamiento otorgado por la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica (DICYT) de la Universidad de Santiago de Chile, con el proyecto “Estudio de la permanencia, interacción y tratamiento de contaminantes emergentes y microorganismos patógenos procedentes de aguas residuales domésticas” (DICYT 092118VA_POSTDOC). Este permitió monitorear virus (incluido el SAR-CoV-2) y fármacos en plantas de tratamiento de aguas residuales rurales de las regiones Metropolitana, de Valparaíso y del Libertador Bernardo O´Higgins, durante un año. Así, la adjudicación del concurso postdoctoral de ANID permitirá al laboratorio Ko-Yaku profundizar, durante tres años, respecto de la problemática específica en torno a los antibióticos como contaminantes emergentes presentes en las aguas residuales domésticas rurales y la presencia de bacterias resistentes a antibióticos, mediante el análisis de diez plantas de tratamiento de aguas rurales en las regiones ya mencionadas.
Tal como lo señala el proyecto, el análisis de estas muestras, junto con determinar la presencia de antibióticos y bacterias/genes resistentes a los antibióticos en las aguas residuales, permitirá establecer la efectividad de las tecnologías de tratamiento (lodos activados, vermifiltros, humedales construidos y biodiscos) en la eliminación de antibióticos y bacterias resistentes a los antibióticos y su permanencia en los ambientes en que se vierten las aguas residuales tratadas (ríos, suelo, vegetación). Asimismo, busca evaluar el impacto de los antibióticos en otras matrices ambientales (organismos acuáticos, plantas, entre otros).
Para la investigadora Angela Plaza, la relevancia de esta investigación está en las implicancias de la presencia de bacterias resistentes a los antibióticos en aguas reutilizadas para riego agrícola: “La presencia de antibióticos favorece la generación de bacterias resistentes a estos medicamentos, lo que constituye una de las principales amenazas a la salud según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Además, otro de los problemas de los antibióticos en el agua es que pueden modificar las bacterias y ciclos de nutrientes en el suelo, por lo que las plantas se ven afectadas. A esto se suma que las plantas tienen la capacidad de absorber antibióticos y tanto humanos como animales tienen acceso a estas plantas, lo que aporta al desarrollo de bacterias resistentes que no puedan ser eliminadas con los antibióticos que utilizamos actualmente”.
Para la académica Cristina Villamar esta investigación es de gran relevancia, ya que “las plantas de tratamiento, incluso las urbanas, están pensadas en su máxima expresión para eliminar coliformes fecales; por lo tanto, la desinfección, que es la última etapa del tratamiento, está condicionada para eso. De manera que hay un riesgo potencial porque otras bacterias permanecen en el agua y tienen resistencia también al ambiente y si esa agua se utiliza para riego o se descarga en los cuerpos de agua receptores tiene un efecto potencial en la salud pública. Hay un círculo que no hemos podido dimensionar y cuando el reciclaje de agua se haga en forma masiva, por efectos de la sequía, podría tener consecuencias peores que el problema inicial. Por eso es muy importante tener consciencia de que las aguas que vamos a utilizar, que no están reguladas para virus ni para otro tipo de microorganismos que no sean coliformes fecales, sean seguras. Yo creo que el trabajo de Angela será un aporte para lograr explicar este problema en el estudio que realizará a nivel de las plantas rurales, que muchas veces se invisibilizan, aunque son muchas y yo creo que tienen un impacto más grande que las urbanas, porque la conexión entre agua y agricultura es mucho más fuerte en zonas rurales”.
El estudio permitirá conocer la cantidad de antibióticos presentes en el agua y cuál es el impacto que esto tiene, a partir de lo cual “podríamos llegar a hacer recomendaciones respecto de qué es lo que contiene finalmente el agua y que habría que poner atención en esto, más que nada para que exista una conciencia y se regule un poco más o mejor desde las normativas. Porque hasta ahora, desde el punto de vista microbiológico, solo se considera la presencia o ausencia de coliformes totales o fecales. Decirles que hay más que eso y que genera un impacto es relevante y podría derivar en recomendaciones valiosas. Se ha planteado que las instalaciones de tratamiento no fueron diseñadas para eliminar este tipo de contaminantes emergentes y dado que la aceleración de la generación de fármacos es un problema actual, esperamos comparar distintos tipos de tratamientos que puedan favorecer o no la degradación de este tipo de antibióticos, así como la generación de estas bacterias/genes resistentes”, señala la Dra. Plaza. Al respecto, la Dra. Villamar explica que la investigación del Fondecyt de Iniciación, durante el primer año de pandemia, se extendió al estudio de microrganismos además de fármacos, y por eso el trabajo de Angela Plaza complementará de forma efectiva lo evidenciado hasta el momento. En dicho contexto “hemos pensado en sistemas más robustos que traten de suplir varios de los procesos en una sola tecnología: que absorban, degraden, asimilen, volatilicen y eliminen estos contaminantes. La gran limitación son los costos, ya que hay que buscar tecnologías que sean abordables económicamente. Buscamos dar evidencia de la problemática, pero también proponer soluciones. En este sentido, se trata de investigaciones hermanas con una colaboración que beneficie a ambas. Los dos proyectos nos permiten profundizar en estas problemáticas”.
Angela Plaza Garrido es bioquímica, magíster en Bioquímica y doctora en Biociencias Moleculares de la Universidad Andrés Bello. Su investigación doctoral se enfocó en la caracterización de bacterias de la microbiota intestinal, específicamente en la formación de un morfotipo de persistencia (esporas).
