La sorprendente verdad: El secuenciamiento genético descubre una fuente inesperada de patógenos en el agua de las inundaciones.
Una imagen de la NASA que contiene datos visibles e infrarrojos revelando la presencia de materia orgánica disuelta - incluyendo posibles patógenos resistentes a los antibióticos - en las vías fluviales a lo largo de la costa de Carolina del Norte después del huracán Florence. Crédito: NASA
La investigación contradice las creencias anteriores sobre las fuentes de contaminación por Salmonella en Carolina del Norte, señalando a los ríos y arroyos en lugar de las granjas de cerdos, y solicita estrategias revisadas de control de enfermedades.
Los investigadores informan en el diario Geohealth que los ríos y arroyos locales fueron la fuente de la contaminación por Salmonella enterica a lo largo de la costa de Carolina del Norte después del huracán Florence en 2018, en lugar de las granjas de cerdos previamente sospechadas en la región.
Estos hallazgos tienen implicaciones críticas para controlar la propagación de enfermedades causadas por patógenos resistentes a los antibióticos después de eventos de inundaciones, especialmente en las regiones costeras de países en desarrollo que están siendo fuertemente afectadas por el aumento de las tormentas tropicales.
El estudio, liderado por la profesora de ingeniería civil y medioambiental de la Universidad de Illinois Urbana-Chamapaign, Helen Nguyen, y el estudiante graduado Yuqing Mao, rastrea la presencia y el origen de S. enterica a partir de muestras ambientales de la costa de Carolina del Norte utilizando trazado genético.
Estudiante graduado Yuqing Mao, a la izquierda, y profesora Helen Nguyen. Crédito: UIUC
"Las infecciones causadas por patógenos resistentes a los antibióticos son responsables de aproximadamente 2.8 millones de enfermedades humanas y 36,000 muertes al año solo en los Estados Unidos", dijo Nguyen. "Estas infecciones se propagan fácilmente en todo el mundo y son una carga importante para los sistemas sanitarios en crecimiento, pero se pueden prevenir mediante la mitigación".
El estudio señala que, debido a que los marcadores genéticos fecales humanos y animales se encuentran a menudo en las aguas de inundación, comúnmente se asume que las fuentes de aguas residuales, los sistemas sépticos y las granjas de animales son responsables de propagar bacterias resistentes a los antibióticos y material genético al medio ambiente. Sin embargo, no se conocen estudios que hayan identificado de manera concluyente los puntos de origen de los contaminantes.
"La costa de Carolina del Norte es un gran área de estudio porque hay una alta concentración de granjas de cerdos y sistemas sépticos privados, y las inundaciones costeras causadas por tormentas tropicales son bastante comunes", dijo Nguyen.
Tres semanas después del huracán Florence, el equipo de Nguyen recolectó 25 muestras de agua de cuerpos de agua aguas abajo de las granjas de cerdos en áreas de producción agrícola en Carolina del Norte, 23 de las cuales contenían la bacteria S. enterica.
"Analizamos marcadores genéticos flotantes - cromosomas y plásmidos - utilizando secuenciación de genoma completo de alta fidelidad y encontramos que S. enterica en las muestras recolectadas después del huracán Florence no provenían de animales o estiércol", dijo Nguyen.
El equipo trazó genéticamente el origen de las bacterias a los numerosos ríos y arroyos locales en la zona, lo que significa que estos patógenos ya se han establecido en el medio ambiente natural.
"Con el cambio climático que trae temperaturas más cálidas - en las que las bacterias prosperan - y posiblemente tormentas tropicales más grandes y frecuentes, es necesario que los investigadores y responsables de políticas comprendan la importancia de nuestros hallazgos", dijo Nguyen. "El agua residual agrícola y humana no debe ser la única fuente considerada al diseñar planes de mitigación para prevenir la propagación de bacterias patógenas después de los huracanes".
El equipo de Nguyen planea extender esta investigación más allá de las regiones costeras y está colaborando con otros investigadores del campus para estudiar la propagación de patógenos a partir de heces de ganso canadiense en Illinois.
Referencia: "Local and Environmental Reservoirs of Salmonella enterica After Hurricane Florence Flooding" por Yuqing Mao, Mohamed Zeineldin, Moiz Usmani, Antarpreet Jutla, Joanna L. Shisler, Rachel J. Whitaker y Thanh H. Nguyen, 3 de noviembre de 2023, GeoHealth. DOI: 10.1029/2023GH000877
Investigadores del Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, el Colegio de Medicina Carle Illinois y la Universidad de Florida también contribuyeron a este estudio.
El IGB, el Colegio de Ingeniería Grainger, la Fundación Allen y la EPA apoyaron este estudio.
