Estudio detecta bacterias multirresistentes productoras de KPC en aguas residuales chilenas por primera vez

Un equipo de investigadores chilenos ha identificado por primera vez en el país la presencia de bacterias productoras de carbapenemasa tipo KPC en muestras de aguas residuales del Área Metropolitana de Gran Concepción. El hallazgo, publicado en la revista Biological Research, alerta sobre la circulación ambiental de microorganismos con altos niveles de resistencia a antibióticos de uso clínico crítico, y refuerza la necesidad de una vigilancia en el marco de “One Health”.

La investigación, que fue parte de la tesis de Magister en Microbiología de Franco Ilabaca, liderada por el Dr. Gerardo González-Rocha, director del Laboratorio de Investigación en Agentes Antibacterianos de la Universidad de Concepción y guía de la tesis, el Dr. Andrés Opazo-Capurro, director del proyecto FONDEF IDeA, y la Dra. Helia Bello-Toledo, co-guía de la tesis , en colaboración con MELISA Institute junto a otras instituciones, consistió en la recolección y análisis microbiológico y genómico de muestras de aguas residuales tomadas durante 2022 en una planta de tratamiento que da servicio a más de 950 mil personas en la Región del Biobío.

“La idea es ver cómo la resistencia a antibióticos no solo está en bacterias que están en los hospitales, sino que también puede estar en aguas residuales o en el ambiente, y enfatizar eso, que la mirada de investigación de la resistencia a antibióticos no puede ser solo limitada a la salud humana, sino que también ver salud ambiental y salud animal, lo que hoy día se conoce como una aproximación de One Health o de una salud. Entonces, principalmente el objetivo era ver si nosotros encontramos estos mecanismos de resistencia que son tan habituales en los hospitales en aguas residuales”, explicó el Dr. González-Rocha.

De un total de 205 aislados bacterianos, tres cepas fueron identificadas como productoras de la enzima KPC, un tipo de carbapenemasa que confiere resistencia a antibióticos de última línea. Estas correspondieron a las especies Klebsiella pasteurii, Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae y Citrobacter freundii sensu stricto, todas con perfiles de resistencia múltiple a antibióticos y portadoras del gen bla_KPC-2.

Los análisis genómicos revelaron además que estas cepas contenían plásmidos asociados a la diseminación de genes de resistencia y, en algunos casos, integrones de clase 1, que aumentan la capacidad de las bacterias de adquirir nuevos determinantes de resistencias. En términos evolutivos, dos de las cepas analizadas presentaron similitudes genéticas con otras previamente identificadas en Asia y Europa, lo que sugiere su posible introducción desde el extranjero y adaptación a contextos locales.

Respecto a estos análisis, realizados con la plataforma Illumina NextSeq 500, complementado con herramientas bioinformáticas como FastQC, Unicycler y Bakta para la evaluación, ensamblaje y anotación de los genomas, junto con softwares especializados para identificar genes de resistencia y plásmidos involucrados en su diseminación, Mauricio Hernández, Jefe de Laboratorio de MELISA Institute, explicó que “Para nosotros fue una grata experiencia colaborar con el grupo del Dr. González y apoyar en la secuenciación de genomas, además de aportar un granito de arena a la investigación en multiresistencia a antibióticos,  la que se ha transformado en un problema de salud global, y requiere un aumento significativo en su investigación”.

Los investigadores advierten que, aunque la prevalencia detectada es baja (1,5 %), la presencia de bacterias resistentes a carbapenémicos en ambientes urbanos representa una señal de alerta. Su identificación temprana permite anticipar riesgos para la salud pública y aplicar medidas preventivas de forma oportuna. Por ello, resulta indispensable analizar las aguas residuales y estudiar si las plantas de tratamiento son capaces de eliminar tanto a bacterias, como genes de resistencia.

Por su parte, el Dr. Elard Koch, Chairman de MELISA Institute, enfatizó la importancia de la colaboración y la difusión del conocimiento: "Estudios como este refuerzan la necesidad vital de colaboraciones científicas sólidas. Nos permiten generar y compartir conocimiento en temas de alta relevancia para la sociedad. La investigación colaborativa es, sin duda, esencial no solo para la divulgación científica, sino también para fomentar una comprensión pública más profunda de fenómenos complejos como la resistencia antimicrobiana."

El estudio fue financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) a través del fondo FONDEF IDeA, y representa un avance concreto en la vigilancia genómica aplicada al control de la resistencia antimicrobiana en Chile.

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This work was funded by the FONDEF IDeA Grant No. ID23I10264 awarded to A. O.-C.

Participating Researchers:

Franco Ilabaca‑Carrasco (1, 2, 3), Carlos Peña‑Raddatz (1), Claudia Torres‑Bustos (1), Mauricio Hernández‑Cea (4), Guillermo Nourdin‑Galindo (4), Pablo Saldivia‑Flandez (4), Cristian Vargas (4), Elard Koch (4), Helia Bello‑Toledo (1, 2), Gerardo González‑Rocha (1,2) and Andrés Opazo‑Capurro (1, 2).

(1) Laboratorio de Investigación en Agentes Antibacterianos (LIAA), Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción, Concepción, Chile; (2) Grupo de Estudio en Resistencia Antimicrobiana (GRAM), Universidad de Concepción, Concepción, Chile; (3) Laboratorio de Biología, Departamento de Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias de La Vida, Universidad Andrés Bello Sede Concepción, Talcahuano, Chile; (4) Division of Biotechnology, MELISA Institute, Concepción, Chile.