Tomrenta patógena perfecta con bacterias, algas y desechos plásticos
La interacción entre algas sargazos, desechos plásticos marinos y la bacteria Vibrio crea la tormenta "patógena" perfecta que tiene implicaciones tanto para la vida marina como para la salud pública.
Es la conclusión de un nuevo estudio genómico en el Caribe y en el adyacente Mar de los Sargazos, que se publica en Water Research.
La bacteria Vibrio se encuentra en aguas de todo el mundo y es la principal causa de muerte en humanos motivada en el medio ambiente marino. Por ejemplo, Vibrio vulnificus, 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, las poblaciones de macroalgas sargazos se han estado expandiendo desde sus hábitats 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 del Mar de los Sargazos, se han convertido en una preocupación mundial y se sabe que persisten décadas más que los sustratos naturales en el medio ambiente marino.
Actualmente, se sabe poco sobre la relación ecológica de la bacteria Vibrio con el sargazo. Además, faltan pruebas genómicas y metagenómicas de si los vibriones que colonizan los desechos marinos plásticos y el sargazo podrían infectar a los humanos. A medida que el verano se pone en marcha y se realizan esfuerzos para encontrar soluciones innovadoras para reutilizar el sargazo, ¿podrían estos sustratos representar una triple amenaza para la salud pública?
Investigadores de Florida Atlantic University y colaboradores 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 los mares del Caribe y los sargazos del Océano Atlántico Norte. Lo que descubrieron es que los patógenos Vibrio tienen la capacidad única de "pegarse" a los microplásticos y que estos microbios podrían estar adaptándose al plástico.
"El plástico es un elemento nuevo que se ha introducido en los entornos marinos y solo existe desde hace unos 50 años", dijo Tracy Mincer, autora principal correspondiente y profesora asistente de biología en el Instituto Oceanográfico de la FAU. "Nuestro trabajo de laboratorio mostró que estos Vibrio son extremadamente agresivos y pueden buscar y adherirse al plástico en cuestión de minutos. También encontramos que hay factores de unión que los microbios usan para adherirse a los plásticos, 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 de 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 relacionadas con el cólera. 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", descritos por primera vez en Vibrio cholerae, que es una toxina secretada que aumenta la permeabilidad intestinal, fueron algunos de los genes más retenidos y seleccionados en los vibrios que encontraron. Estos vibrios parecen estar entrando por el intestino, atascándose en los intestinos e infectando de esa manera.
"Otra cosa interesante que descubrimos es un conjunto de genes llamados genes 'zot', que causan el síndrome del intestino permeable", dijo Mincer. "Por ejemplo, si un pez come un trozo de plástico y se infecta con este Vibrio, lo que luego provoca un intestino permeable y diarrea, liberará nutrientes de desecho como nitrógeno y fosfato que podrían estimular el crecimiento de sargazo y otros organismos circundantes".
Los hallazgos muestran algunas Vibrio en este entorno tienen un estilo de vida "omnívoro" que se dirige tanto a los huéspedes vegetales como animales 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", dijo Mincer. "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 se exploren los riesgos más a fondo".
Europa Press
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