El microbioma humano, una colección diversa de microorganismos que viven dentro de nosotros y en nuestra piel, ha atraído considerable atención por su papel en una amplia gama de problemas de salud humana. Ahora, los investigadores están descubriendo que el entorno construido también tiene un microbioma, queincluye una comunidad de bacterias potencialmente patógenas que viven dentro de las tuberías de suministro de agua.
Un artículo publicado el 11 de marzo en la revista Microbiología Aplicada y Ambiental describe comunidades microbianas encontradas en mangueras de ducha en un importante hospital de EE. UU. El estudio documentó bacterias y genes relacionados, utilizando técnicas metagenómicas de vanguardia que permiten la caracterización de organismos que no pueden detectarse mediante ensayos de microbiología basados en cultivos tradicionales.
Investigadores de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Y el Instituto de Tecnología de Georgia colaboraron para estudiar estas comunidades de biopelículas, pero aún no pueden decir si estas bacterias representan una amenaza para los pacientes del hospital. Pero debido a que algunos de los genes podrían indicar características patógenas,como la resistencia a los antibióticos: los investigadores quieren aprender más sobre las posibles implicaciones para la salud y si otros edificios albergan biopelículas similares. La resistencia a los antibióticos es una prioridad emergente de salud pública identificada por la Organización Mundial de la Salud, que en 2015 lanzó un plan de acción globalpara enfrentar el problema.
"Podemos decir con confianza que si los patógenos están allí, no están allí en abundancia", dijo Kostas Konstantinidis, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental de Georgia Tech. "Pero los organismos que detectamoscomo abundantes en estas biopelículas parecen tener características que podrían ser de interés porque están relacionadas con algunas bacterias que son patógenos oportunistas que podrían representar una amenaza, especialmente para pacientes de hospitales inmunocomprometidos "
El estudio comenzó cultivando bacterias de 40 mangueras de ducha retiradas de las habitaciones individuales de los hospitales por investigadores de la EPA. El ácido nucleico se extrajo de cinco de las mangueras de ducha y se procesó utilizando la tecnología de secuenciación de próxima generación. Los datos de secuenciación se enviaron a Georgia Tech, dondeLa estudiante de doctorado Maria Juliana Soto-Girón comparó las secuencias con bacterias conocidas y genes que tienen efectos conocidos, como la virulencia y la resistencia a los antibióticos.
El estudio de microbioma encontró una población abundante de bacterias que los investigadores creen que son nuevas " Mycobacterium -como "especies no descritas anteriormente, estrechamente relacionadas con Mycobacterium rhodesiae y Mycobacterium tusciae . Los métodos tradicionales basados en el cultivo identificaron organismos afiliados a Proteobacterias, como los miembros de los géneros esfingomonas, blastomonas y Porphyrobacter - como el más abundante
Las comunidades de biopelículas albergaban genes relacionados con la tolerancia a los desinfectantes, que constituían el 2,3 por ciento del total de proteínas anotadas, y una menor abundancia de determinantes de virulencia relacionados con la colonización y la evasión del sistema inmunitario del huésped. Además, los genes potencialmente confieren resistencia a beta-Se identificaron antibióticos de lactama, aminoglucósidos, anfenicol y quinolonas. La frecuencia de estos genes fue mayor que la encontrada en el lago Lanier, un ecosistema natural de agua dulce que ha sido estudiado por el equipo de investigación de Georgia Tech, lo que sugiere que los entornos de tuberías de agua potable merecen más atenciónatención.
La investigación surgió de un proyecto de investigación de la EPA para comprender los problemas de los sistemas de agua potable y la construcción de microbiomas: la colección de microbios que se encuentran en dichas estructuras. Si bien las biopelículas son comunes en la construcción de tuberías de agua, este estudio generó la mayor cantidad de datos metagenómicoslejos para los organismos que viven en estos sistemas de agua. Además, los investigadores analizaron 94 genomas parciales de bacterias de biopelículas aisladas, incluidas algunas que no se habían informado antes, aunque están relacionadas con microorganismos previamente caracterizados.
Aunque los patógenos conocidos no se vieron en abundancia, la presencia de genes para resistencia a los antibióticos, resistencia a los desinfectantes de agua y virulencia plantea preocupaciones porque las bacterias pueden compartir dichos genes para convertirse potencialmente en amenazas más importantes para la salud.
"Si tienen un núcleo de genes, pueden ser receptivos a la adquisición de otros genes que harán que estos microorganismos sean más problemáticos", dijo Jorge Santo Domingo, ecólogo microbiano de la Oficina de Investigación y Desarrollo de la EPA en Cincinnati. "Estos organismosson muy buenos para vivir en condiciones ambientales difíciles con fuentes limitadas de carbono, por lo que combatirlos podría convertirse en una propuesta desafiante. No sabemos si constituyen un problema, pero ciertamente queremos descubrirlo ".
El análisis del material tomado de las mangueras de la ducha es solo un estudio preliminar, y se necesitará mucha más investigación. Santo Domingo comparó los hallazgos con una luz de "revisar motor" en un automóvil. La advertencia no necesariamente indica una inmediataproblema, aunque sí muestra que la atención, y la acción potencial, pueden ser necesarias.
"Algunos de los genes identificados son del tipo que queremos vigilar", explicó. "Nos gustaría realizar más estudios para recopilar datos sobre la dinámica de estos grupos bacterianos, pero el hecho de que estoslos genes están presentes indica que se deben hacer más estudios "
El potencial significado clínico de la bacteria necesita ser estudiado, y cualquier impacto en la salud pública debe ser comprendido, agregó. Otras preguntas incluyen si se encontrarían biopelículas similares en otros hospitales, si las biopelículas difieren entre las instalaciones, cómo se debe hacer el monitoreo, ysi los cabezales de ducha y las mangueras deben reemplazarse regularmente.
El trabajo también podría proporcionar una base para una nueva investigación sobre los tipos de desinfección del agua utilizados en los hospitales. Los compuestos de cloro utilizados en el agua potable pública pueden no proporcionar protección suficiente para el suministro de agua en estas instalaciones. Los datos de secuenciación y los análisis bioinformáticos ayudaránidentificar marcadores genéticos que podrían usarse para monitorear estos genes y determinar su relevancia para la salud pública.
Si bien Konstantinidis y su grupo de investigación han estado estudiando microbios en ecosistemas naturales como el Lago Lanier en Georgia, este representa su primer análisis de metagenomas de comunidades microbianas en el entorno construido. Tienen la esperanza de que la técnica, que todavía está en la investigación yetapa de desarrollo, puede ayudar a comprender los problemas relacionados con las poblaciones microbianas y su potencial de virulencia en edificios donde los humanos pasan la mayor parte de su tiempo.
"La metagenómica le brinda una imagen más completa y cuantitativa de los microorganismos que hay y cuán abundantes son", dijo. "Esto muestra que los métodos de cultivo tradicionales son limitados en lo que pueden detectar, y que a menudo pueden proporcionar un sesgomira lo que hay "
Además de los ya mencionados, los autores del artículo incluyeron a Luis Rodríguez y Chengwei Luo de Georgia Tech, Michael Elk y Hodon Ryu de Pegasus, Inc. y Jill Hoelle de la EPA.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Original escrito por John Toon. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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