La dependencia excesiva de los antibióticos en la industria acuícola para combatir enfermedades y promover el crecimiento ha llevado a su presencia generalizada en entornos acuáticos. Esta contaminación plantea una grave amenaza para la salud humana, ya que las bacterias resistentes a los antibióticos pueden propagarse a los humanos a través de alimentos o agua contaminados.
Para abordar este problema, se necesitan con urgencia estrategias efectivas para reducir la contaminación por antibióticos y mitigar la resistencia. Un estudio publicado por científicos de la Zhejiang Gongshang University, de Zhejiang Zone-King Environmental Sci & Tech Co., Ltd., y de la Zhejiang Ecological and Environmental Monitoring Center comparó los riesgos de resistencia a los antibióticos en lodos anaeróbicos alimentados con aguas residuales que contenían florfenicol (FLO) pretratado después de cuatro pretratamientos impulsados por UV o UV al vacío (VUV) ((V)UV), y estableció el sistema de recirculación de agua con VUV/sulfito para validar el efecto de controlar el riesgo de resistencia a los antibióticos en el agua de acuicultura real.
El surgimiento de una amenaza
Los antibióticos son herramientas esenciales para mantener la salud de los peces en la acuicultura. Sin embargo, su uso excesivo puede provocar la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos. Estas bacterias resistentes representan una amenaza importante para la salud humana y animal, por lo que es crucial encontrar enfoques alternativos para el manejo de enfermedades.
El desafío de las soluciones existentes
Si bien existen varias tecnologías para descomponer los antibióticos en las aguas residuales, a menudo pasan por alto el potencial de genes de resistencia a los antibióticos (ARG) y elementos genéticos móviles (MGE) persistentes. Estos elementos genéticos permiten que las bacterias compartan su resistencia con otras, lo que amplifica el problema.
El papel del tratamiento con VUV/sulfito
Para abordar este problema acuciante, los investigadores han explorado varias tecnologías de tratamiento de aguas residuales de la industria acuícola. Entre ellas, la luz ultravioleta al vacío (VUV) combinada con sulfito ha surgido como una solución prometedora. La fotodegradación impulsada por VUV descompone eficazmente las moléculas de antibióticos, mientras que el sulfito actúa como un agente reductor, mejorando el proceso de degradación.
Un nuevo enfoque prometedor
Este estudio investigó la eficacia de un sistema de pretratamiento VUV/sulfito para reducir el riesgo de resistencia a los antibióticos en el agua de acuicultura. La tecnología VUV (ultravioleta al vacío) utiliza luz de alta energía para degradar los antibióticos y otros contaminantes.
Resultados del estudio
Los investigadores compararon el impacto de diferentes pretratamientos impulsados por VUV en lodos anaeróbicos alimentados con aguas residuales que contienen florfenicol (el florfenicol es un antibiótico común en la acuicultura). Sus hallazgos demostraron que la combinación VUV/sulfito logró la reducción más significativa en los ARG.
Hallazgos clave
- Degradación efectiva de antibióticos: El pretratamiento con VUV/sulfito demostró una alta eficiencia en la degradación del florfenicol (FLO), un antibiótico de uso común en la acuicultura.
- Reducción de la abundancia de ARG: El estudio observó una reducción significativa en la abundancia de ARG en lodos anaeróbicos tratados con aguas residuales pretratadas con VUV/sulfito.
- Comunidad bacteriana controlada: El pretratamiento con VUV/sulfito ayudó a mantener una comunidad bacteriana equilibrada, minimizando el riesgo de transferencia horizontal de genes (HGT) y la propagación de ARG.
- Aplicación exitosa en sistemas de acuicultura: El sistema VUV/sulfito se implementó con éxito en un sistema de acuicultura de agua circulante, lo que demuestra su potencial para la aplicación práctica en entornos del mundo real.
Beneficios para la industria de la acuicultura
Esta investigación ofrece esperanza para la industria de la acuicultura. Al implementar el pretratamiento con VUV/sulfito, los productores pueden:
- Minimizar el riesgo de resistencia a los antibióticos en sus granjas.
- Promover prácticas de acuicultura sostenibles y responsables.
- Contribuir a la salud general del entorno acuático.
Conclusiones
Los hallazgos de este estudio destacan la importancia de los enfoques innovadores para mitigar la resistencia a los antibióticos en la acuicultura. El pretratamiento con VUV/sulfito ofrece una solución prometedora al degradar eficazmente los antibióticos y reducir el riesgo de proliferación de ARG.
Los principales resultados del estudio se resumen en:
- El pretratamiento VUV/sulfito reduce significativamente la abundancia de genes de resistencia a los antibióticos (ARG) en las aguas residuales.
- Esta reducción en los ARG sugiere un menor riesgo de propagación de la resistencia a los antibióticos en los sistemas de acuicultura.
- Dirigirse a la fuente de resistencia (los propios antibióticos) desempeña un papel crucial en el control del riesgo.
Se necesitan más investigaciones para explorar la implementación a gran escala de la tecnología VUV/sulfito en la acuicultura. Sin embargo, este estudio ofrece una vía prometedora para mitigar la amenaza de la resistencia a los antibióticos en la industria.
El estudio fue financiado por National Natural Science Foundation of China, “Leading Goose” R&D Program of Zhejiang y el Zhejiang Provincial Ten Thousand Plan.
Contacto
Yangcheng Ding
Sino-Spain Joint Laboratory for Agricultural Environment Emerging Contaminants of Zhejiang Province, College of Environmental and Resources Sciences, Zhejiang Agriculture and Forestry University
Hangzhou 311300, PR China
Email: 20230245@zafu.edu.cn
Referencia
Dong, S., Feng, H., Du, Y., Zhou, J., Xu, J., Lin, D., Ding, D., Xia, Y., Wang, M., & Ding, Y. (2024). Source elimination of antibiotic resistance risk in aquaculture water by VUV/sulfite pretreatment. Journal of Environmental Management, 370, 122644. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.122644