Detección y estudio de resistencias antibióticas en aguas del lago de La Albufera y su entorno
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Título: Detección y estudio de resistencias antibióticas en aguas del lago de La Albufera y su entorno
Autor: Vilar Jiménez, Rafael
Resumen:
[ES] El Parque Natural de la Albufera, situado en la costa mediterránea, es un ecosistema lagunar de gran importancia tanto ecológica como socioeconómica. Sin embargo, en la actualidad enfrenta una amenaza creciente debido a la alta presencia de bacterias multirresistentes a los antibióticos en sus acequias. Este fenómeno ha captado la atención internacional, especialmente de organismos como la Organización Mundial de la Salud (OMS), identificando a las bacterias multirresistentes como una de las principales amenazas para la salud global. Esta problemática compromete la eficacia de los tratamientos antimicrobianos y plantea graves riesgos para la salud pública y la seguridad alimentaria, especialmente debido al aumento de estas bacterias en las aguas de riego, fenómeno que ha favorecido la diseminación de genes de resistencia, creando un entorno propicio para la proliferación de bacterias resistentes y la transmisión de estos genes. La situación no solo afecta la salud de los ecosistemas acuáticos locales, sino que también tiene un impacto negativo en las comunidades humanas, debido al consumo de productos agrícolas regados con aguas contaminadas. En este estudio se analizaron siete muestras de agua, seis de las cuales provenían de la red de acequias que desembocan en la Albufera. Se evaluó la calidad higiénico- sanitaria del agua de riego, abordando varios aspectos, como el recuento de coliformes y E. coli, la detección de Salmonella spp., y el aislamiento de bacterias productoras de β-lactamasas y carbapenemasas. Posteriormente, se realizó una identificación bioquímica mediante tiras API y una segunda identificación a través de la secuenciación del gen 16S del ARNr. Además, se llevó a cabo un ensayo de susceptibilidad antimicrobiana de todas las cepas contra ocho grupos diferentes de antibióticos y, finalmente, se identificó la presencia de genes de resistencia a antibióticos β-lactámicos, carbapenémicos y quinolonas. Los resultados mostraron que la calidad higiénico- sanitaria de estas aguas es adecuada para riego, ya que presentaron bajos niveles de coliformes y ausencia de Salmonella spp.. No obstante, de los 75 aislados totales, el 84% presentó resistencia a alguno de los antibióticos probados identificándose 20 perfiles de resistencia 10 de los cuales se podrían clasificar como multirresistentes. Por otro lado, el 71% de las cepas contenían al menos uno de los genes de resistencia estudiados, con un 52% de cepas con algún gen de resistencia a antibióticos β- lactámicos, un 24% a carbapenémicos y un 40% a quinolonas. En total, se identificaron 31 perfiles genéticos distintos, de los cuales 4 podrían clasificarse como perfiles de multirresistencia, al presentar al menos un gen de cada una de las familias de resistencia estudiadas. Este análisis evidencia la preocupante presencia y diversidad de bacterias multirresistentes en el agua de riego del Parque Natural de la Albufera, subrayando la necesidad urgente de controlar y mitigar la propagación de genes de resistencia para proteger tanto la salud pública como la integridad ecológica del área.
[EN] The Albufera Natural Park, located on the Mediterranean coast, is a lagoon ecosystem of great ecological and socioeconomic importance. However, it currently faces a growing threat due to the high presence of multidrug-resistant bacteria in its irrigation ditches. This phenomenon has garnered international attention, especially from organizations such as the World Health Organization (WHO), identifying multidrug- resistant bacteria as one of the main threats to global health. This issue compromises the effectiveness of antimicrobial treatments and poses serious risks to public health and food security, especially due to the increase of these bacteria in irrigation waters, a phenomenon that has favored the dissemination of resistance genes, creating a conducive environment for the proliferation of resistant bacteria and the transmission of these genes. The situation not only affects the health of local aquatic ecosystems but also has a negative impact on human communities due to the consumption of agricultural products irrigated with contaminated water. In this study, seven water samples were analyzed, six of which came from the network of ditches that flow into the Albufera. The hygienic-sanitary quality of the irrigation water was evaluated, addressing several aspects such as the count of coliforms and E. coli, the detection of Salmonella spp., and the isolation of β-lactamase and carbapenemase-producing bacteria. Subsequently, a biochemical identification was performed using API strips and a second identification through 16S rRNA gene sequencing. Additionally, an antimicrobial susceptibility test was conducted on all strains against eight different groups of antibiotics, and finally, the presence of resistance genes to β-lactam, carbapenem, and quinolone antibiotics was identified. The results showed that the hygienic-sanitary quality of these waters is suitable for irrigation, as they presented low levels of coliforms and no presence of Salmonella spp.. However, of the 75 total isolates, 84% showed resistance to at least one of the tested antibiotics, identifying 20 antibiotic resistance profiles, with a notable resistance to penicillins and cephalosporins. On the other hand, 71% of the strains contained at least one of the studied resistance genes, with 52% of strains carrying a resistance gene to β-lactam antibiotics, 24% to carbapenems, and 40% to quinolones. In total, 31 different genetic profiles were identified, four of which could be classified as multidrug-resistant profiles, as they contained at least one gene from each of the studied resistance families. This analysis highlights the concerning presence and diversity of multidrug-resistant bacteria in the irrigation water of the Albufera Natural Park, emphasizing the urgent need to control and mitigate the spread of resistance genes to protect both public health and the ecological integrity of the area.
[ES] El Parque Natural de la Albufera, situado en la costa mediterránea, es un ecosistema lagunar de gran importancia tanto ecológica como socioeconómica. Sin embargo, en la actualidad enfrenta una amenaza creciente debido a la alta presencia de bacterias multirresistentes a los antibióticos en sus acequias. Este fenómeno ha captado la atención internacional, especialmente de organismos como la Organización Mundial de la Salud (OMS), identificando a las bacterias multirresistentes como una de las principales amenazas para la salud global. Esta problemática compromete la eficacia de los tratamientos antimicrobianos y plantea graves riesgos para la salud pública y la seguridad alimentaria, especialmente debido al aumento de estas bacterias en las aguas de riego, fenómeno que ha favorecido la diseminación de genes de resistencia, creando un entorno propicio para la proliferación de bacterias resistentes y la transmisión de estos genes. La situación no solo afecta la salud de los ecosistemas acuáticos locales, sino que también tiene un impacto negativo en las comunidades humanas, debido al consumo de productos agrícolas regados con aguas contaminadas. En este estudio se analizaron siete muestras de agua, seis de las cuales provenían de la red de acequias que desembocan en la Albufera. Se evaluó la calidad higiénico- sanitaria del agua de riego, abordando varios aspectos, como el recuento de coliformes y E. coli, la detección de Salmonella spp., y el aislamiento de bacterias productoras de β-lactamasas y carbapenemasas. Posteriormente, se realizó una identificación bioquímica mediante tiras API y una segunda identificación a través de la secuenciación del gen 16S del ARNr. Además, se llevó a cabo un ensayo de susceptibilidad antimicrobiana de todas las cepas contra ocho grupos diferentes de antibióticos y, finalmente, se identificó la presencia de genes de resistencia a antibióticos β-lactámicos, carbapenémicos y quinolonas. Los resultados mostraron que la calidad higiénico- sanitaria de estas aguas es adecuada para riego, ya que presentaron bajos niveles de coliformes y ausencia de Salmonella spp.. No obstante, de los 75 aislados totales, el 84% presentó resistencia a alguno de los antibióticos probados identificándose 20 perfiles de resistencia 10 de los cuales se podrían clasificar como multirresistentes. Por otro lado, el 71% de las cepas contenían al menos uno de los genes de resistencia estudiados, con un 52% de cepas con algún gen de resistencia a antibióticos β- lactámicos, un 24% a carbapenémicos y un 40% a quinolonas. En total, se identificaron 31 perfiles genéticos distintos, de los cuales 4 podrían clasificarse como perfiles de multirresistencia, al presentar al menos un gen de cada una de las familias de resistencia estudiadas. Este análisis evidencia la preocupante presencia y diversidad de bacterias multirresistentes en el agua de riego del Parque Natural de la Albufera, subrayando la necesidad urgente de controlar y mitigar la propagación de genes de resistencia para proteger tanto la salud pública como la integridad ecológica del área.
[EN] The Albufera Natural Park, located on the Mediterranean coast, is a lagoon ecosystem of great ecological and socioeconomic importance. However, it currently faces a growing threat due to the high presence of multidrug-resistant bacteria in its irrigation ditches. This phenomenon has garnered international attention, especially from organizations such as the World Health Organization (WHO), identifying multidrug- resistant bacteria as one of the main threats to global health. This issue compromises the effectiveness of antimicrobial treatments and poses serious risks to public health and food security, especially due to the increase of these bacteria in irrigation waters, a phenomenon that has favored the dissemination of resistance genes, creating a conducive environment for the proliferation of resistant bacteria and the transmission of these genes. The situation not only affects the health of local aquatic ecosystems but also has a negative impact on human communities due to the consumption of agricultural products irrigated with contaminated water. In this study, seven water samples were analyzed, six of which came from the network of ditches that flow into the Albufera. The hygienic-sanitary quality of the irrigation water was evaluated, addressing several aspects such as the count of coliforms and E. coli, the detection of Salmonella spp., and the isolation of β-lactamase and carbapenemase-producing bacteria. Subsequently, a biochemical identification was performed using API strips and a second identification through 16S rRNA gene sequencing. Additionally, an antimicrobial susceptibility test was conducted on all strains against eight different groups of antibiotics, and finally, the presence of resistance genes to β-lactam, carbapenem, and quinolone antibiotics was identified. The results showed that the hygienic-sanitary quality of these waters is suitable for irrigation, as they presented low levels of coliforms and no presence of Salmonella spp.. However, of the 75 total isolates, 84% showed resistance to at least one of the tested antibiotics, identifying 20 antibiotic resistance profiles, with a notable resistance to penicillins and cephalosporins. On the other hand, 71% of the strains contained at least one of the studied resistance genes, with 52% of strains carrying a resistance gene to β-lactam antibiotics, 24% to carbapenems, and 40% to quinolones. In total, 31 different genetic profiles were identified, four of which could be classified as multidrug-resistant profiles, as they contained at least one gene from each of the studied resistance families. This analysis highlights the concerning presence and diversity of multidrug-resistant bacteria in the irrigation water of the Albufera Natural Park, emphasizing the urgent need to control and mitigate the spread of resistance genes to protect both public health and the ecological integrity of the area.
URI: http://hdl.handle.net/10251/210153
Fecha: 2024-10-15
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ETSIAMN - Trabajos académicos [3541]
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural