Las aguas residuales podrían convertirse en un sistema de alerta temprana para la resistencia a los antibióticos

La monitorización de las aguas residuales podría utilizarse para la detección temprana y el seguimiento de la propagación de la resistencia antimicrobiana, una de las principales amenazas globales para la salud, según un análisis científico presentado por la Dirección General de Medio Ambiente de la Comisión Europea. El método permite identificar los genes que confieren a las bacterias resistencia a los antibióticos en muestras de alcantarillado y podría mostrar dónde aparecen brotes locales, cómo circula la resistencia entre comunidades y qué factores sanitarios, sociales y ambientales favorecen su propagación.

En resumen, la monitorización de las aguas residuales, utilizada a gran escala para el seguimiento de COVID-19, podría ampliarse para la detección de genes asociados a la resistencia antimicrobiana y para la identificación rápida de áreas de alto riesgo. El análisis muestra vínculos entre la abundancia y diversidad de estos genes y factores como la infraestructura de alcantarillado, el acceso a agua limpia, la contaminación por antibióticos y las condiciones socioeconómicas y de salud. El sistema puede aplicarse desde el nivel de un solo edificio hasta ciudades enteras y puede monitorear fuentes como hospitales, granjas, fábricas farmacéuticas y redes municipales de alcantarillado. La implementación a gran escala implica secuenciación genética avanzada, muestreo estandarizado, análisis comparable entre regiones y reglas claras sobre la confidencialidad y el intercambio de datos. La investigación recomienda la integración de la monitorización de aguas residuales en el enfoque One Health, que aborda la salud de las personas, los animales y los ecosistemas en un solo marco y ya es una de las direcciones de la UE para combatir la resistencia antimicrobiana.

La resistencia antimicrobiana ocurre cuando los microorganismos ya no responden de manera efectiva a los medicamentos utilizados contra ellos. En el caso de las bacterias, esto puede hacer que los antibióticos sean menos efectivos o inutilizables, convirtiendo infecciones tratables en problemas médicos mucho más difíciles de controlar. El análisis presentado por la Comisión indica una estimación según la cual la resistencia antimicrobiana podría estar asociada con aproximadamente 1,91 millones de muertes anuales a nivel mundial para 2050.

Una de las principales dificultades para combatir este fenómeno es que la aparición y propagación de la resistencia no se producen exclusivamente en hospitales. Las bacterias y los genes de resistencia circulan entre personas, animales y el medio ambiente a través del agua, los alimentos, los desechos, el alcantarillado y diversas actividades económicas, lo que dificulta la observación del fenómeno mediante sistemas de vigilancia médica centrados únicamente en los pacientes.

La monitorización basada en aguas residuales ofrece una posibilidad de observar una parte mayor de este circuito. Las muestras recolectadas del alcantarillado contienen material biológico proveniente de un gran número de personas y de diferentes fuentes, y el análisis genético puede detectar los genes que permiten a los microorganismos resistir ciertos antibióticos.

El método se hizo conocido por el público durante la pandemia de COVID-19, cuando el análisis de aguas residuales se utilizó para detectar la circulación del virus en comunidades antes de que todos los casos fueran diagnosticados individualmente. La investigación ahora analiza que la misma infraestructura y experiencia pueden adaptarse para la resistencia antimicrobiana, aunque el problema genético es más complejo que el seguimiento de un solo virus.

En lugar de detectar un patógeno preciso, la vigilancia de la resistencia antimicrobiana implica identificar un número muy grande de genes y las combinaciones en las que aparecen. Los genes de resistencia a los antibióticos pueden circular entre diferentes microorganismos y pueden pasar a nuevos hospedadores genéticos, lo que complica la evaluación del riesgo y la interpretación de los resultados.

El análisis citado por la DG Medio Ambiente identifica 49 genes de resistencia que han sido detectados repetidamente en medios diferentes y en regiones geográficas distintas. Su amplia presencia sugiere tanto la posibilidad de una circulación local persistente como la capacidad de propagación a nivel internacional.

La distribución de estos genes no es uniforme. Los estudios analizados muestran asociaciones fuertes entre la cantidad y diversidad de los genes de resistencia y las condiciones socioeconómicas, sanitarias y ambientales de las comunidades. La infraestructura de alcantarillado, el acceso a agua limpia, la calidad de los servicios médicos y el nivel de contaminación por antibióticos pueden influir en el perfil de resistencia identificado en las aguas residuales.

La monitorización podría así convertirse en más que una herramienta para medir un problema existente. El uso repetido y estandarizado de las muestras podría permitir la identificación de cambios en el tiempo y la detección de la aparición de nuevos genes o el rápido aumento de formas de resistencia ya conocidas.

Una señal de este tipo podría utilizarse para intervenciones locales. En una región donde se identifica una concentración inusualmente alta de una determinada forma de resistencia, las autoridades sanitarias podrían investigar la fuente, y la información podría contribuir a las decisiones sobre la prescripción de antibióticos o a medidas para limitar la propagación.

La monitorización puede realizarse a escalas muy diferentes. Una muestra puede representar un solo inmueble, un hospital, una granja, una instalación industrial, un barrio o una ciudad entera, dependiendo del punto en la red de alcantarillado donde se recolecta.

Esta flexibilidad también permite diferenciar las fuentes. Las aguas residuales provenientes de un hospital pueden reflejar el uso intensivo de antibióticos y la circulación de microorganismos resistentes asociados al entorno médico, mientras que las muestras de granjas pueden mostrar otros perfiles genéticos, influenciados por el uso de antimicrobianos en medicina veterinaria.

Las instalaciones farmacéuticas representan otra fuente posible. La liberación de antibióticos o sus residuos en el agua puede crear presión de selección sobre los microorganismos del medio ambiente y puede favorecer el desarrollo y mantenimiento de la resistencia, lo que hace que la monitorización de la contaminación sea relevante para el mismo problema de salud.

Este vínculo explica por qué la resistencia antimicrobiana se aborda en el enfoque One Health. El concepto parte de la premisa de que la salud de las personas, los animales y los ecosistemas no puede gestionarse por separado cuando los mismos agentes biológicos y las mismas presiones ambientales circulan entre estos ámbitos.

Para la UE, One Health representa el marco en el que las políticas de salud pública, medicina veterinaria, agricultura y protección del medio ambiente pueden ser coordinadas. La monitorización de las aguas residuales permitiría conectar estos ámbitos a través de un conjunto común de datos sobre cómo la resistencia se desplaza entre fuentes y comunidades.

El análisis considera el método especialmente relevante en regiones con infraestructura sanitaria insuficiente, altos niveles de contaminación por antibióticos y acceso limitado a servicios médicos. Precisamente en estas regiones, sin embargo, la implementación es más difícil, ya que la falta de redes centralizadas de alcantarillado hace que la recolección de muestras representativas sea mucho más complicada.

Esta contradicción puede acentuar las diferencias globales en la vigilancia de la resistencia antimicrobiana. Las comunidades con los mayores riesgos de exposición pueden ser al mismo tiempo las que tienen menos datos y la menor capacidad técnica de monitoreo.

El problema también tiene una dimensión de justicia ambiental. Las poblaciones sin acceso adecuado a alcantarillado y agua limpia están más expuestas al contacto con agua contaminada que puede contener bacterias y genes de resistencia, y muchas de estas comunidades son más vulnerables a inundaciones, temperaturas extremas y otros efectos del cambio climático.

Tales eventos pueden modificar la circulación de microorganismos. Las inundaciones pueden mezclar las aguas residuales con las fuentes de agua y el entorno habitado, y las altas temperaturas pueden influir en la supervivencia de los microorganismos y los intercambios genéticos, complicando aún más el control de la resistencia.

Transformar la monitorización de aguas residuales en un sistema operativo implica, sin embargo, más que la recolección periódica de muestras. El análisis genético debe identificar los genes de resistencia, los agentes patógenos prioritarios y la diversidad genética presente en cada muestra, y los resultados deben compararse con datos de otras regiones y con información médica, agrícola y ambiental.

Un obstáculo técnico importante es establecer el microorganismo que alberga un determinado tipo de resistencia. Detectar un gen en las aguas residuales no muestra automáticamente qué especie bacteriana lo porta o cuál es la probabilidad de que esta produzca una infección humana, lo que limita la precisión de la evaluación del riesgo.

La estandarización es otro problema. Los resultados obtenidos de dos ciudades no pueden compararse de manera fiable si las muestras se recolectan de manera diferente, utilizan tecnologías de secuenciación diferentes o se analizan mediante métodos incompatibles.

El autor del estudio recomienda, por esta razón, estándares internacionales comunes para la recolección de muestras, el procesamiento de material biológico, la secuenciación genética y la interpretación de datos. Un sistema global también requeriría inversiones a largo plazo, ya que la monitorización debe mantenerse el tiempo suficiente para que las evoluciones y los cambios genéticos puedan ser observados.

También surgen problemas relacionados con la protección de datos. Una muestra de un sistema municipal grande representa una población suficientemente amplia como para que la identificación individual sea difícil, pero las muestras provenientes de edificios o comunidades muy pequeñas pueden contener información que, en ciertas condiciones, permite deducir datos sensibles.

La investigación recomienda la elaboración de reglas sobre confidencialidad, consentimiento, gestión de datos y cómo se comunican públicamente los resultados. Estos estándares son necesarios para evitar situaciones en las que la monitorización de un hospital, una comunidad o una región produzca estigmatización o permita la identificación indirecta de personas.

Los datos genéticos también deben transformarse en información utilizable por las autoridades. Detectar miles de secuencias no produce automáticamente una decisión de salud pública, y el análisis subraya la necesidad de sistemas que combinen datos sobre el medio ambiente con información clínica, agrícola y farmacéutica.

Un sistema de este tipo podría permitir identificar la relación entre un aumento de un determinado gen de resistencia en el alcantarillado y los cambios en la prescripción de antibióticos, la actividad de un hospital, las prácticas agrícolas o la contaminación proveniente de una instalación industrial.

Las prioridades propuestas incluyen financiamiento dedicado a la monitorización, programas piloto en regiones con recursos limitados, estándares internacionales para la metodología e inversiones en tecnologías que hagan el análisis genético más accesible y más fácil de aplicar en diferentes infraestructuras de alcantarillado.

El objetivo final es que la monitorización pueda funcionar como un sistema de alerta temprana. La identificación de un nuevo gen en una región o la observación de su transferencia a otros microorganismos podría permitir intervenciones antes de que esa forma de resistencia se convierta en frecuente en infecciones humanas.

El análisis no afirma que la monitorización de aguas residuales pueda reemplazar las pruebas clínicas, la vigilancia de hospitales o el control del uso de antibióticos. Propone la integración del método en un sistema más amplio, en el que la información del medio ambiente complemente los datos provenientes de personas y animales.

Los resultados presentados por la DG Medio Ambiente provienen de un artículo de perspectiva y un análisis de la literatura científica realizado por el investigador José Luis Balcázar. El material no representa una nueva política adoptada por la Comisión Europea y no anuncia la creación de un sistema europeo obligatorio de monitorización de aguas residuales para la resistencia antimicrobiana.

La Comisión también aclara que el material resume un solo estudio y que las opiniones y conclusiones de la investigación independiente no representan necesariamente la posición institucional de la Comisión Europea. Otros estudios pueden llegar a conclusiones diferentes.

La resistencia antimicrobiana reduce la eficacia de los antibióticos y otros medicamentos utilizados contra microorganismos y es una de las prioridades europeas en el ámbito de One Health. El enfoque busca coordinar la salud humana y veterinaria con la agricultura y la protección de los ecosistemas, ya que el uso y la propagación de antimicrobianos no pueden limitarse a un solo sector.

La monitorización de las aguas residuales se ha ampliado considerablemente durante la pandemia de COVID-19, cuando el análisis del alcantarillado permitió identificar tendencias de circulación del virus a nivel comunitario. La investigación presentada ahora propone utilizar la misma lógica para los genes de resistencia a los antibióticos, pero con herramientas genéticas y analíticas más complejas.

La integración de un sistema así en estrategias a largo plazo requeriría coordinación internacional, estándares comunes e inversiones sostenidas. La ventaja buscada sería detectar la resistencia emergente antes de que los nuevos genes se propaguen a otros microorganismos, regiones y poblaciones y se conviertan en un problema clínico difícil de controlar.