Prevalencia de genes de resistencia a antibióticos en distintos sistemas de tratamiento de aguas residuales y suelos regados con efluente mediante análisis metagenómico

Por qué sigue importando el agua que sale de las depuradoras

Los antibióticos han salvado innumerables vidas, pero los genes microscópicos que confieren resistencia a las bacterias no desaparecen cuando los tiramos. Este estudio examina qué les ocurre a los genes de resistencia a antibióticos a medida que las aguas residuales atraviesan dos sistemas de tratamiento modernos y qué sucede cuando el agua tratada se utiliza para regar suelos en una región seca de China. Los resultados muestran que incluso las plantas bien gestionadas pueden convertirse en centros donde los genes de resistencia cambian, se diseminan y entran en el entorno más amplio.

De las alcantarillas a los aspersores

Los investigadores examinaron dos sistemas de tratamiento de aguas residuales a escala real, denominados HD y MD, en la ciudad de Urumqi. Ambos reciben una mezcla de aguas domésticas, hospitalarias e industriales, pero emplean cadenas de procesos diferentes. Uno combina una etapa de adsorción‑biooxidación con un sistema de tanques anaerobio‑anóxico‑óxico; el otro utiliza la misma biología de tres zonas emparejada con un biorreactor de membrana. En ambos casos, una planta separada de agua regenerada pule el agua parcialmente tratada antes de que se utilice para regar parques, céspedes y áreas verdes junto a las vías. Al muestrear las aguas entrantes, el agua tratada biológicamente, el efluente final y los suelos cercanos tanto en invierno como en verano, el equipo pudo rastrear cómo se desplazan los genes de resistencia a lo largo de todo este recorrido.

Genes que desafían muchos medicamentos

Mediante secuenciación metagenómica —un método que lee el ADN combinado de todos los microbios en una muestra—, el equipo catalogó 31 tipos de genes de resistencia a antibióticos. Los principales fueron genes que protegen a las bacterias frente a varias clases de fármacos a la vez, seguidos por genes resistentes a tetraciclinas, macrólidos y aminoglucósidos, ampliamente usados en medicina humana y veterinaria. Algunos subtipos genéticos específicos, como msrE, mphE y ANT(6)-Ia, fueron especialmente comunes en las aguas residuales crudas y siguieron siendo detectables incluso tras el tratamiento. Curiosamente, la mezcla general de tipos de resistencia varió poco entre invierno y verano, aunque las muestras invernales tendieron a portar ligeramente más genes de resistencia y una mayor variedad de los mismos.

El tratamiento ayuda, pero también remodela el problema

Los tanques biológicos de estos sistemas están diseñados para descomponer la contaminación orgánica, pero también crean comunidades densas y ricas en nutrientes de bacterias sometidas a presión constante por residuos de antibióticos e incluso metales pesados. En el sistema HD, esta etapa aumentó en realidad la cantidad total y la variedad de genes de resistencia, convirtiendo los tanques en puntos calientes de intercambio genético. En el sistema MD, el tratamiento biológico redujo algo la abundancia total de genes, pero en ambas plantas algunos genes clave sobrevivieron. La etapa de pulido final —que emplea procesos como tratamiento biológico adicional, membranas y desinfección con luz ultravioleta u ozono— sí disminuyó el número global de genes de resistencia en el efluente. Sin embargo, esta fase también puede favorecer nuevos subtipos genéticos que toleran bien esas condiciones, de modo que los recuentos totales bajan mientras que la diversidad a veces aumenta.

Qué ocurre cuando el efluente llega al suelo

Para ver cómo la reutilización de agua tratada afecta al terreno, los investigadores compararon suelos con distintos historiales de riego: dentro de la propia planta de agua regenerada, en espacios verdes cercanos regados regularmente con efluente y en una zona de referencia que nunca había recibido esa agua. Todos los suelos contenían genes de resistencia, reflejando tanto la línea de base natural como actividades humanas pasadas. Los suelos dentro de la planta, que se regaban con mayor frecuencia, presentaron la mayor abundancia y diversidad de genes. Sorprendentemente, la resistencia total en los suelos de parques regados no fue drásticamente superior a la de los suelos no regados durante el breve periodo del estudio. Sin embargo, la composición de la «comunidad» de resistencia cambió: algunos genes específicos, como ciertos subtipos de resistencia a tetraciclinas, fueron más comunes en parcelas regadas, lo que sugiere que el agua regenerada empuja al suelo hacia perfiles de resistencia determinados en lugar de simplemente aumentar todos los genes a la vez.

Quién porta estos genes y por qué importa

El equipo también mapeó qué grupos bacterianos tendían a portar qué genes. Géneros comunes en aguas residuales como Arcobacter, Acinetobacter, Pseudomonas y Sphingomonas mostraron vínculos fuertes con múltiples genes de resistencia, incluidos los que protegen frente a muchos fármacos a la vez. Tanto en agua como en suelo, algunos genes se asociaron a varios hospedadores bacterianos diferentes, lo que sugiere que la transferencia horizontal de genes —el intercambio de ADN entre microbios— es un motor importante de la diseminación. Al comparar los genes de resistencia con los niveles medidos de antibióticos, encontraron correlaciones tanto positivas como negativas. Esto indica que, si bien los antibióticos pueden favorecer claramente a microbios resistentes, otras presiones ambientales, como los metales o la contaminación general, también contribuyen a determinar dónde y cómo persisten estos genes.

Qué significa esto para la vida cotidiana

Para un público no especializado, el mensaje principal es que las plantas de tratamiento de aguas residuales reducen los genes de resistencia a antibióticos, pero no los eliminan. Algunos pasos del tratamiento pueden incluso enriquecer ciertos genes antes de que etapas posteriores reduzcan los totales. Cuando el efluente resultante se usa para regar parques y otros espacios verdes —como ocurre cada vez más en regiones con escasez de agua—, los genes de resistencia pueden acumularse en los suelos cercanos y pueden ir modificando lentamente la comunidad microbiana invisible bajo nuestros pies. El estudio sugiere que mejorar las etapas finales de pulido y desinfección, monitorizar de cerca genes de resistencia clave y prestar atención especial a los sitios que se riegan con frecuencia podría ayudar a frenar la propagación ambiental de la resistencia a antibióticos sin renunciar a la valiosa práctica de la reutilización del agua.

Cita: Fang, H., Pu, M., jiang, A. et al. Prevalence of antibiotic resistance gene in different wastewater treatment systems and effluent-irrigated soils through metagenomic analysis. Sci Rep 16, 5167 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35758-1

Palabras clave: genes de resistencia a antibióticos, tratamiento de aguas residuales, riego con agua regenerada, microbioma del suelo, reutilización del agua