Los patógenos y los desechos plásticos en el océano ponen en alerta a la salud pública mundial, según un estudio

Los desechos plásticos marinos (PMD), descritos por primera vez en las aguas superficiales del Mar de los Sargazos (llamado así en referencia a la presencia de las algas que llevan ese nombre), se han convertido en una preocupación mundial a medida que impregnan cada vez más hábitats geográficamente distantes y se sabe que persiste por más décadas que los sustratos naturales en el ambiente marino.

En ese sentido, las gammaproteobacterias del género Vibrio, que habitan en hábitats de agua dulce, marina costera, mar abierto y abisales; pueden comprender una fracción significativa de los microbiomas de plantas y animales que residen en estos innumerables entornos acuáticos, desempeñando funciones cruciales en el ciclo biogeoquímico y la salud del ecosistema. Sin embargo, algunos vibrios pueden ser, también, patógenos conocidos, como el cholerae, causante de las pandemias de cólera.

Ante esta realidad, existe una creciente preocupación para la salud pública, ya que ahora se reconocen como la causa dominante de mortalidad humana en el medio ambiente marino. De hecho, un nuevo estudio descubre cómo la interacción entre el Mar de los Sargazos, los desechos marinos plásticos y la bacteria Vibrio crea la tormenta patógena perfecta que tiene consecuencias tanto para la vida marina como para la salud pública. La bacteria Vibrio se encuentra en aguas de todo el mundo.

Es por este motivo que científicos de Estados Unidos, Holanda y Alemania evaluaron la capacidad que tienen estos patógenos y advirtieron que pueden pegarse a los microplásticos. Incluso, alertaron que estos microbios podrían estar adaptándose a ellos. “Estos Vibrio son extremadamente agresivos y pueden buscar y adherirse al plástico en cuestión de minutos”, afirmaron en el trabajo.

Según explicaron los especialista, el Vibrio vulnificus, por ejemplo, a veces denominada bacteria carnívora, puede causar enfermedades transmitidas por alimentos potencialmente mortales por el consumo de mariscos, así como enfermedades y muerte por infecciones de heridas abiertas. Desde 2011 poblaciones de vida libre de macroalgas marrones flotantes, denominadas como sargazo, se han estado expandiendo rápidamente en el Mar de los Sargazos y otras partes del océano abierto, como el Gran Cinturón de Sargassum del Atlántico, incluidos eventos de acumulación de algas marinas frecuentes y sin precedentes en las playas.

Los desechos marinos plásticos, que se encontraron por primera vez en las aguas superficiales en esos espacios, se han convertido en una preocupación mundial y se sabe que persisten más décadas que los sustratos naturales en el medio ambiente marino .

Hasta ahora, se sabía poco sobre la relación ecológica de los vibriones con estas aguas. Además, faltaban pruebas genómicas y metagenómicas para entender si los vibriones que colonizan los desechos marinos plásticos y el sargazo podrían infectar a los humanos. ¿Podrían estos sustratos representar una triple amenaza para la salud pública?

Investigadores de una serie de centros que incluyeron, entre otros, a la Florida Atlantic University, el NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research y la Agencia Japonesa para la Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Mar, secuenciaron completamente los genomas de 16 cultivares de Vibrio aislados de larvas de anguila, desechos marinos plásticos, sargazo y muestras de agua de mar recolectadas en el Caribe y el Océano Atlántico Norte.

Tras esta análisis, los científicos descubrieron que los patógenos Vibrio tienen la capacidad única de pegarse a los microplásticos y que estos microbios podrían estar adaptándose a ellos. “El plástico es un elemento nuevo que se ha introducido en los entornos marinos y solo existe desde hace unos 50 años. Nuestro trabajo de laboratorio mostró que estos Vibrio son extremadamente agresivos y pueden buscar y adherirse al plástico en cuestión de minutos”, afirmó Tracy Mincer, autora principal correspondiente del estudio.

Al tiempo que, quien además es profesora asistente de biología en el Instituto Oceanográfico Harbor Branch de la FAU y Harriet L. Colegio de Honores de Wilkes, agregó: “También descubrimos que existen factores de unión que los microbios usan para pegarse, y es el mismo tipo de mecanismo que usan los patógenos”.

El estudio, publicado en la revista Water Research, ilustra que los vibriones de mar abierto representan un grupo de microbios no descrito hasta ahora, algunos representan nuevas especies potenciales, que poseen una combinación de genes patógenos y de baja adquisición de nutrientes, lo que refleja su hábitat pelágico y los sustratos y huéspedes que colonizan.

Utilizando el genoma ensamblado en metagenoma (MAG), este estudio representa el primer genoma Vibrio ensamblado a partir de desechos plásticos. El estudio destacó los genes patógenos de vertebrados estrechamente relacionados con el cólera y las cepas bacterianas no vinculadas a él.

Las pruebas de fenotipo de los cultivares confirmaron la formación rápida de biopelículas, actividades hemolíticas y lipofosfolíticas, consistentes con el potencial patógeno. Los investigadores también descubrieron que los genes de la toxina zonula occludens o “zot”, que es secretada y aumenta la permeabilidad intestinal, fueron algunos de los genes más retenidos y seleccionados en los vibriones que encontraron. Estos vibrios parecen estar entrando por el intestino, atascándose en ellos y produciendo infecciones desde allí.

“Otra cosa interesante que descubrimos es que ese conjunto de genes causan el síndrome del intestino permeable. Por ejemplo, si un pez come un trozo de plástico y se infecta con este Vibrio, le provoca una filtración intestinal y diarrea, causa por la cual liberará nutrientes de desecho como nitrógeno y fosfato que podrían estimular el crecimiento de sargazo y otros organismos circundantes”, aportó Mincer.

Los hallazgos muestran algunas Vibrio en este entorno tienen un estilo de vida omnívoro que se dirige tanto a plantas como a animales huéspedes en combinación con la capacidad de persistir en condiciones oligotróficas. Con el aumento de las interacciones entre humanos, sargazo y desechos marinos plásticos, la flora microbiana asociada de estos sustratos podría albergar potentes patógenos oportunistas.

Es importante destacar que algunos datos basados en cultivos muestran que el sargazo varado parece albergar grandes cantidades de bacterias Vibrio. “No creo que en este momento nadie haya considerado realmente estos microbios y su capacidad para causar infecciones. Realmente queremos que el público sea consciente de estos riesgos asociados. En particular, se debe tener precaución con respecto a la cosecha y el procesamiento de la biomasa de sargazo hasta que los riesgos se exploren más a fondo” añadió Mincer.

De la presente investigación también participaron Ryan P. Bo, Erik R. Zettler, Shiye Zhao, Alejandro A. Asbun, William D. Orsi, Vincent S. Guzzetta y Linda A. Amaral-Zettler.

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