Evaluación de genes de resistencia a antibióticos y su remoción en la planta de tratamiento de agua residual de la Universidad de Boyacá en Tunja

Abstract

La creciente resistencia antimicrobiana (RAM) plantea importantes desafíos para la salud pública y la conservación del medio ambiente a nivel global. Los genes de resistencia a antibióticos (ARGs) se han identificado como contaminantes emergentes, encontrándose en concentraciones más elevadas en entornos acuáticos, especialmente en aguas residuales. Estos genes representan un riesgo potencial tanto para la salud humana como para la salud de los ecosistemas, ya que los sistemas de tratamiento de aguas residuales no logran eliminarlos de manera efectiva.

El objetivo de este estudio fue identificar 11 genes de resistencia a antibióticos en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) de la Universidad de Boyacá. Para esto se tomaron muestras de agua residual del afluente de la planta, el afluente del reactor UASB y del efluente de la PTAR. Así mismo se logró estandarizar los protocolos de extracción de ADN y la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR), esta última para los genes blaTEM, tet(w), blaCTX y blaSHV, cuatro de los 11 genes de resistencia planteados inicialmente.

Los resultados evidenciaron la presencia de los genes blaTEM, tet(w), blaCTX y blaSHV en todas las muestras recolectadas. Para los siete genes restantes no se logró estandarizar el protocolo de amplificación debido a que los controles positivos de estos otros genes no amplificaron correctamente. Estos resultados sugieren que, durante el tratamiento del agua residual, que incluye el paso por el reactor UASB, los genes de resistencia a antibióticos estudiados no fueron removidos.

Así mismo, al comparar los resultados obtenidos con lo encontrado en otras plantas de tratamiento similares, como la PTAR de Cataluña-España, Beijín-China y en Antioquia-Colombia, coinciden en reportar una mayor abundancia de los genes blaTEM y blaCTX, sugiriendo que los procesos de tratamiento de agua residual, que para estas plantas incluyen el reactor UASB y el humedal, presentan una capacidad de remoción de genes de resistencia muy limitada. Esto refuerza la asociación de las PTARs como fuentes de proliferación de genes de resistencia. (tomado del texto)

The increasing antimicrobial resistance (AMR) poses significant challenges for public health and environmental conservation at a global level. Antibiotic resistance genes (ARGs) have been identified as emerging contaminants, found in higher concentrations in aquatic environments, especially in wastewater. These genes represent a potential risk for both human health and ecosystem health, as wastewater treatment systems fail to effectively eliminate them.

The objective of this study was to identify 11 antibiotic resistance genes in the Wastewater Treatment Plant (WWTP) at the University of Boyacá. For this purpose, wastewater samples were taken from the plant's influent, the UASB reactor influent, and the WWTP effluent. Additionally, protocols for DNA extraction and quantitative polymerase chain reaction (qPCR) were standardized, the latter for the genes blaTEM, tet(w), blaCTX, and blaSHV, four of the 11 initially proposed resistance genes.

The results showed the presence of the blaTEM, tet(w), blaCTX, and blaSHV genes in all collected samples. For the remaining seven genes, the amplification protocol could not be standardized because the positive controls for these other genes did not amplify correctly. These results suggest that, during wastewater treatment, which includes passing through the UASB reactor, the studied antibiotic resistance genes were not removed.

Moreover, when comparing the obtained results with those found in similar treatment plants, such as the WWTP in Catalonia-Spain, Beijing-China, and Antioquia-Colombia, they consistently reported a higher abundance of the blaTEM and blaCTX genes, suggesting that the wastewater treatment processes in these plants, which include the UASB reactor and the wetland, have a very limited capacity to remove resistance genes. This reinforces the association of WWTPs as sources of the proliferation of resistance genes. (tomado del texto)