Apele uzate ar putea deveni sistem de avertizare timpurie pentru rezistența la antibiotice

Monitorizarea apelor uzate ar putea fi folosită pentru detectarea timpurie și urmărirea răspândirii rezistenței antimicrobiene, una dintre principalele amenințări globale pentru sănătate, potrivit unei analize științifice prezentate de Direcția Generală Mediu a Comisiei Europene. Metoda permite identificarea genelor care conferă bacteriilor rezistență la antibiotice în probe de canalizare și ar putea arăta unde apar focare locale, cum circulă rezistența între comunități și ce factori sanitari, sociali și de mediu favorizează răspândirea acesteia.

Pe scurt Monitorizarea apelor uzate, utilizată pe scară largă pentru urmărirea COVID-19, ar putea fi extinsă pentru detectarea genelor asociate rezistenței antimicrobiene și pentru identificarea rapidă a zonelor cu risc ridicat. Analiza arată legături între abundența și diversitatea acestor gene și factori precum infrastructura de canalizare, accesul la apă curată, poluarea cu antibiotice și condițiile socioeconomice și de sănătate. Sistemul poate fi aplicat de la nivelul unei singure clădiri până la orașe întregi și poate monitoriza surse precum spitale, ferme, fabrici farmaceutice și rețele municipale de canalizare. Implementarea la scară largă presupune secvențiere genetică avansată, prelevare standardizată, analiză comparabilă între regiuni și reguli clare privind confidențialitatea și schimbul de date. Cercetarea recomandă integrarea monitorizării apelor uzate în abordarea One Health, care tratează sănătatea oamenilor, animalelor și ecosistemelor într-un singur cadru și este deja una dintre direcțiile UE pentru combaterea rezistenței antimicrobiene.

Rezistența antimicrobiană apare atunci când microorganismele nu mai răspund eficient la medicamentele folosite împotriva lor. În cazul bacteriilor, acest lucru poate face antibioticele mai puțin eficiente sau inutilizabile, transformând infecții tratabile în probleme medicale mult mai greu de controlat. Analiza prezentată de Comisie indică o estimare potrivit căreia rezistența antimicrobiană ar putea fi asociată cu aproximativ 1,91 milioane de decese anual la nivel mondial până în 2050.

Una dintre dificultățile majore ale combaterii fenomenului este că apariția și răspândirea rezistenței nu se produc exclusiv în spitale. Bacteriile și genele de rezistență circulă între oameni, animale și mediul înconjurător prin apă, alimente, ferme, deșeuri, canalizare și diferite activități economice, ceea ce face dificilă observarea fenomenului prin sisteme de supraveghere medicală concentrate numai asupra pacienților.

Monitorizarea bazată pe ape uzate oferă o posibilitate de a observa o parte mai mare din acest circuit. Probele colectate din canalizare conțin material biologic provenit de la un număr mare de persoane și din diferite surse, iar analiza genetică poate detecta genele care permit microorganismelor să reziste anumitor antibiotice.

Metoda a devenit cunoscută publicului în timpul pandemiei de COVID-19, când analiza apelor uzate a fost folosită pentru detectarea circulației virusului în comunități înainte ca toate cazurile să fie diagnosticate individual. Cercetarea analizată acum susține că aceeași infrastructură și experiență pot fi adaptate pentru rezistența antimicrobiană, deși problema genetică este mai complexă decât urmărirea unui singur virus.

În locul detectării unui agent patogen precis, supravegherea rezistenței antimicrobiene presupune identificarea unui număr foarte mare de gene și a combinațiilor în care acestea apar. Genele de rezistență la antibiotice pot circula între diferite microorganisme și pot trece în noi gazde genetice, ceea ce complică evaluarea riscului și interpretarea rezultatelor.

Analiza citată de DG Mediu identifică 49 de gene de rezistență care au fost detectate în mod repetat în medii diferite și în regiuni geografice distincte. Prezența lor largă sugerează atât posibilitatea unei circulații locale persistente, cât și capacitatea de răspândire la nivel internațional.

Distribuția acestor gene nu este uniformă. Studiile analizate arată asocieri puternice între cantitatea și diversitatea genelor de rezistență și condițiile socioeconomice, sanitare și de mediu ale comunităților. Infrastructura de canalizare, accesul la apă curată, calitatea serviciilor medicale și nivelul poluării cu antibiotice pot influența profilul de rezistență identificat în apele uzate.

Monitorizarea ar putea deveni astfel mai mult decât un instrument pentru măsurarea unei probleme existente. Utilizarea repetată și standardizată a probelor ar putea permite identificarea schimbărilor în timp și detectarea apariției unor gene noi sau a creșterii rapide a unor forme de rezistență deja cunoscute.

Un asemenea semnal ar putea fi folosit pentru intervenții locale. Într-o regiune în care este identificată o concentrație neobișnuit de mare a unei anumite forme de rezistență, autoritățile sanitare ar putea investiga sursa, iar informația ar putea contribui la deciziile privind prescrierea antibioticelor sau la măsuri pentru limitarea răspândirii.

Monitorizarea poate fi realizată la scări foarte diferite. O probă poate reprezenta un singur imobil, un spital, o fermă, o instalație industrială, un cartier sau un întreg oraș, în funcție de punctul din rețeaua de canalizare unde este colectată.

Această flexibilitate permite și diferențierea surselor. Apele uzate provenite dintr-un spital pot reflecta utilizarea intensivă a antibioticelor și circulația unor microorganisme rezistente asociate mediului medical, în timp ce probele din ferme pot arăta alte profile genetice, influențate de utilizarea antimicrobienelor în medicina veterinară.

Instalațiile farmaceutice reprezintă o altă sursă posibilă. Eliberarea antibioticelor sau a reziduurilor lor în apă poate crea presiune de selecție asupra microorganismelor din mediu și poate favoriza dezvoltarea și menținerea rezistenței, ceea ce face ca monitorizarea poluării să fie relevantă pentru aceeași problemă de sănătate.

Această legătură explică de ce rezistența antimicrobiană este tratată în abordarea One Health. Conceptul pornește de la faptul că sănătatea oamenilor, animalelor și ecosistemelor nu poate fi gestionată separat atunci când aceiași agenți biologici și aceleași presiuni de mediu circulă între aceste domenii.

Pentru UE, One Health reprezintă cadrul în care politicile de sănătate publică, medicină veterinară, agricultură și protecția mediului pot fi coordonate. Monitorizarea apelor uzate ar permite conectarea acestor domenii printr-un set comun de date privind modul în care rezistența se deplasează între surse și comunități.

Analiza consideră metoda deosebit de relevantă în regiunile cu infrastructură sanitară insuficientă, niveluri ridicate de poluare cu antibiotice și acces limitat la servicii medicale. Tocmai în aceste regiuni însă implementarea este cea mai dificilă, deoarece lipsa rețelelor centralizate de canalizare face colectarea unor probe reprezentative mult mai complicată.

Această contradicție poate accentua diferențele globale în supravegherea rezistenței antimicrobiene. Comunitățile cu cele mai mari riscuri de expunere pot fi în același timp cele pentru care există cele mai puține date și cea mai redusă capacitate tehnică de monitorizare.

Problema are și o dimensiune de justiție de mediu. Populațiile fără acces adecvat la canalizare și apă curată sunt mai expuse contactului cu apă contaminată care poate conține bacterii și gene de rezistență, iar multe dintre aceleași comunități sunt mai vulnerabile la inundații, temperaturi extreme și alte efecte ale schimbărilor climatice.

Astfel de evenimente pot modifica circulația microorganismelor. Inundațiile pot amesteca apele uzate cu sursele de apă și mediul locuit, iar temperaturile ridicate pot influența supraviețuirea microorganismelor și schimburile genetice, complicând și mai mult controlul rezistenței.

Transformarea monitorizării apelor uzate într-un sistem operațional presupune însă mai mult decât colectarea periodică a unor probe. Analiza genetică trebuie să identifice genele de rezistență, agenții patogeni prioritari și diversitatea genetică prezentă în fiecare probă, iar rezultatele trebuie comparate cu date din alte regiuni și cu informații medicale, agricole și de mediu.

Un obstacol tehnic important este stabilirea microorganismului care găzduiește o anumită genă de rezistență. Detectarea unei gene în apele uzate nu arată automat ce specie bacteriană o poartă sau care este probabilitatea ca aceasta să producă o infecție umană, ceea ce limitează precizia evaluării riscului.

Standardizarea este o altă problemă. Rezultatele obținute din două orașe nu pot fi comparate în mod fiabil dacă probele sunt colectate în mod diferit, folosesc tehnologii de secvențiere diferite sau sunt analizate prin metode incompatibile.

Autorul studiului recomandă, din acest motiv, standarde internaționale comune pentru prelevarea probelor, procesarea materialului biologic, secvențierea genetică și interpretarea datelor. Un sistem global ar necesita și investiții pe termen lung, deoarece monitorizarea trebuie menținută suficient de mult pentru ca evoluțiile și modificările genetice să poată fi observate.

Apar și probleme privind protecția datelor. O probă dintr-un sistem municipal mare reprezintă o populație suficient de largă încât identificarea individuală să fie dificilă, dar probele provenite din clădiri sau comunități foarte mici pot conține informații care, în anumite condiții, permit deducerea unor date sensibile.

Cercetarea recomandă elaborarea unor reguli privind confidențialitatea, consimțământul, administrarea datelor și modul în care rezultatele sunt comunicate public. Aceste standarde sunt necesare pentru a evita situațiile în care monitorizarea unui spital, unei comunități sau unei regiuni produce stigmatizare sau permite identificarea indirectă a unor persoane.

Datele genetice trebuie de asemenea transformate în informații utilizabile de autorități. Detectarea a mii de secvențe nu produce automat o decizie de sănătate publică, iar analiza subliniază nevoia unor sisteme care să combine datele despre mediu cu informații clinice, agricole și farmaceutice.

Un asemenea sistem ar putea permite identificarea legăturii dintre o creștere a unei anumite gene de rezistență în canalizare și modificările în prescrierea antibioticelor, activitatea unui spital, practicile agricole sau poluarea provenită dintr-o instalație industrială.

Prioritățile propuse includ finanțarea dedicată monitorizării, programe-pilot în regiuni cu resurse limitate, standarde internaționale pentru metodologie și investiții în tehnologii care fac analiza genetică mai accesibilă și mai ușor de aplicat în diferite infrastructuri de canalizare.

Obiectivul final este ca monitorizarea să poată funcționa ca un sistem de avertizare timpurie. Identificarea unei gene noi într-o regiune sau observarea transferului acesteia către alte microorganisme ar putea permite intervenții înainte ca forma respectivă de rezistență să devină frecventă în infecțiile umane.

Analiza nu afirmă că monitorizarea apelor uzate poate înlocui testarea clinică, supravegherea spitalelor sau controlul utilizării antibioticelor. Ea propune integrarea metodei într-un sistem mai larg, în care informațiile din mediu completează datele provenite de la oameni și animale.

Rezultatele prezentate de DG Mediu provin dintr-un articol de perspectivă și o analiză a literaturii științifice realizate de cercetătorul José Luis Balcázar. Materialul nu reprezintă o nouă politică adoptată de Comisia Europeană și nu anunță crearea unui sistem european obligatoriu de monitorizare a apelor uzate pentru rezistența antimicrobiană.

Comisia precizează, de asemenea, că materialul rezumă un singur studiu și că opiniile și concluziile cercetării independente nu reprezintă în mod necesar poziția instituțională a Comisiei Europene. Alte studii pot ajunge la concluzii diferite.

Rezistența antimicrobiană reduce eficiența antibioticelor și a altor medicamente utilizate împotriva microorganismelor și este una dintre prioritățile europene în domeniul One Health. Abordarea urmărește coordonarea sănătății umane și veterinare cu agricultura și protecția ecosistemelor, deoarece utilizarea și răspândirea antimicrobienelor nu pot fi limitate la un singur sector.

Monitorizarea apelor uzate a fost extinsă puternic în timpul pandemiei de COVID-19, când analiza canalizării a permis identificarea tendințelor de circulație a virusului la nivelul comunităților. Cercetarea prezentată acum propune folosirea aceleiași logici pentru genele de rezistență la antibiotice, dar cu instrumente genetice și analitice mai complexe.

Integrarea unui asemenea sistem în strategiile pe termen lung ar necesita coordonare internațională, standarde comune și investiții susținute. Avantajul urmărit ar fi detectarea rezistenței emergente înainte ca noile gene să se răspândească în alte microorganisme, regiuni și populații și să devină o problemă clinică dificil de controlat.