El río Virilla, que en el pasado fue una fuente directa de agua para uso humano —según documenta la Revista Herencia de la Universidad de Costa Rica (UCR)—, ahora ya no solo figura entre los cuerpos de agua más contaminados de Latinoamérica, sino que también se perfila como una potencial “bomba de tiempo” por su alta presencia de bacterias resistentes.
Así lo advierten cuatro estudios científicos liderados por la Universidad de Costa Rica (UCR) y la Universidad Nacional (UNA), efectuados mediante la coautoría con el Centro Nacional de Alta Tecnología (CeNAT), la Universidad de Oslo (Noruega) y el Instituto Leibniz de Ecología Acuática de Berlín (Alemania).
De acuerdo con la Dra. Kenia Barrantes Jiménez, una de las investigadoras a cargo y científica del Instituto de Investigaciones en Salud (Inisa-UCR), los análisis permitieron identificar un total de 65 genes de resistencia en el río Virilla, cuya cantidad y distribución varía según la bacteria. Por ejemplo, una de las bacterias encontradas presentó doce genes de resistencia, lo que potencialmente le podría conferir protección simultánea a doce sustancias distintas. Esto es preocupante.
Cada gen de resistencia le da a la bacteria la capacidad de sobrevivir a uno (o varios) tipos de antibióticos o sustancias que, en principio, debería matarla.
El hecho de que se hayan identificado más de 60 genes de resistencia implica que las bacterias estudiadas en el río Virilla ahora no tienen un único escudo de protección, sino que están empezando a generar toda una armadura que les permite sobrevivir a múltiples fármacos y otros compuestos, como a los desinfectantes, de manera simultánea.
Si quiere verse de manera más coloquial, ahora son bacterias “superpoderosas” que se vuelven más difíciles de combatir. ¿El peligro de esto? Que las bacterias resistentes lleguen al ser humano, causen enfermedad y no haya medicamentos disponibles para afrontarlo.
“Desde hace al menos 10 años sabemos que en el ambiente hay reservorios importantes de genes de resistencia a los antibióticos y con ese trabajo lo evidenciamos, por primera vez, en el río Virilla. Mucho de esto tiene que ver con la poca inversión en saneamiento. En los Tajos, por ejemplo, que es una planta de tratamiento en la cual trabajamos —y que cubre más de un millón de personas en el gran área metropolitana—, no pasa el tratamiento primario. Lo más pequeño (microscópico) sale al río Torres, que llega al Virilla y luego todo eso culmina en el océano Pacífico”, alertó la Dra. Barrantes.
La animación muestra un ejemplo de bacterias. Video elaborado con IA.
¿Y ya estas bacterias multirresistentes en el río Virilla llegaron al ser humano? ¿Ya están empezando a enfermar? No, pero todo el panorama está acomodado para que pueda suceder. La amenaza es latente.
Este es el primer estudio de su tipo que logra identificar las bacterias resistentes a los antibióticos en un río en Costa Rica.
La Dra. Kenia Barrantes Jiménez, investigadora del Inisa-UCR, se refiere al respecto
La amenaza
¿Estas bacterias multirresistentes del río Virilla ya llegaron al ser humano y lo están enfermando? Aún no se sabe porque no hay cifras o estudios al respecto. Pero, lo que sí se sabe, es que estos estudios revelan un escenario fértil para que esto suceda. Las condiciones están alineadas y la posibilidad es latente, si Costa Rica no hace algo al respecto para evitar que ocurra.
Para el Dr. Keilor Rojas Jiménez, docente de la Escuela de Biología de la UCR y otro de los investigadores, las bacterias multirresistentes en el río Virilla brindan el escenario ideal para que se dé una posible transferencia de estos genes resistentes a bacterias patógenas —que causan enfermedad en los seres humanos—.
Si ocurriese una transferencia de genes resistentes a las bacterias patógenas, esto reduciría la cantidad de antibióticos eficaces que están disponibles para tratar casos de infecciones en humanos, un problema que ya se está viviendo a escala global.
El Dr. Keilor Rojas Jiménez, docente de la Escuela de Biología de la UCR, explica el porqué el hallazgo representa una amenaza sanitaria
De acuerdo con la última Revisión de la Resistencia Antimicrobiana del Reino Unido, a nivel internacional la resistencia de las bacterias está generando el fallecimiento de casi 700 000 personas cada año en el mundo y, si la situación no cambia, para el 2050 podría cobrar la vida de más de 10 000 000 en todo el orbe.
En ese campo Costa Rica no es la excepción. En enero del 2024, el Dr. José Arturo Molina Mora, microbiólogo de la UCR, aseguró que Costa Rica está entre los países con los niveles más graves de bacterias resistentes, situación que se ha demostrado en diversidad de artículos científicos como el Infection & Chemotherapy. Este documento posiciona a Costa Rica como un país con alta resistencia a los carbapenémicos (los antibióticos más avanzados que existen hasta hoy para tratar infecciones severas).
Así, si los genes de resistencia hallados en el río Virilla llegasen al ser humano, podrían hacer que las infecciones comunes se vuelvan más difíciles de tratar, lo que representaría una amenaza directa para la salud pública nacional.
“Realmente, hay un riesgo muy alto para las personas, pero también para el ambiente, los animales y las poblaciones acuáticas que viven ahí”, aseguró el Dr. Rojas.
Un ejemplo cercano ya fue identificado por las y los científicos en la cepa de la bacteria Escherichia coli, un microorganismo muy común que habita el tracto intestinal de los animales y los humanos, la cual puede ocasionar fuertes cuadros diarreicos.
En el estudio del 2024, el equipo interdisciplinario identificó que la E. Coli ya había generado resistencia a siete antibióticos diferentes. Lamentablemente, el impacto no se detiene aquí, como bien lo indicó el Dr. Rojas, también hay una fuerte incidencia en el ecosistema.
La Dra. María Arias Andrés, investigadora del estudio e integrante del Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas de la Universidad Nacional (IRET-UNA), indicó que también existe la posibilidad de que la fauna se vea afectada al entrar en contacto con estas aguas llenas de bacterias resistentes. Además del peligro para la salud, esto generaría un perjuicio ambiental severo.
“Estamos poniendo a la fauna en contacto con sustancias que, de otra forma, no tendrían. Un mono no se pone un tratamiento antibiótico, ni usa un plaguicida, ni consume plástico. Entonces, de alguna forma, también se está generando una situación en la que estamos alterando a los animales, con consecuencias para la interacción también de ellos con nosotros. Esto podría dar paso a zoonosis [transmisión de enfermedades desde los animales hacia las personas]”, ahondó la Dra. Arias.
“La contaminación de los ríos en el país, fuera y dentro del gran área metropolitana, es una alerta roja grandísima a nivel ambiental y no parece que se esté haciendo nada para paliar ese efecto. Esto es grave.
Gran parte del agua para el consumo humano de Costa Rica viene de fuentes superficiales o subterráneas. Si la situación del Virilla se replica en otros ríos del país, Costa Rica podría empezar a perder sus fuentes de agua potable”.
Dra. Kenia Barrantes Jiménez.
La Dra. María Arias Andrés, investigadora e integrante del Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas de la Universidad Nacional (IRET-UNA), ahonda la problemática
¿Y por qué se da esta resistencia? ¿Cuál es el panorama y qué debe hacer el país ahora?
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Un caldo vivo de cultivo
Ahora, tal vez, usted se pregunte, ¿y por qué se da esa resistencia? La respuesta a esta pregunta tiene dos partes. La primera se vincula a la alta presencia de contaminantes químicos y biológicos en el río Virilla, los cuales generan un ambiente promotor de presión selectiva.
En palabras simples, recordemos a Charles Darwin con su principio “los más aptos sobreviven”. También el dicho popular: “lo que no te mata te hace más fuerte”. Aquí es similar. Un ambiente inhóspito empuja a que solo las bacterias que desarrollan los mejores mecanismos de adaptación puedan sobrevivir.
Lo lamentable, afirman las y los expertos, es que ese ambiente inhóspito en el río Virilla —que favorece a la proliferación de bacterias multirresistentes— es alimentado por las mismas personas, mediante las aguas residuales domésticas, industriales, agrícolas y ganaderas sin tratar.
Las y los expertos manifestaron que parte de las aguas residuales en el río Virilla acarrean bacterias de origen intestinal animal y humano hacia las cuencas hídricas. Luego, esas bacterias, en el mismo río, desarrollan mejores estrategias de supervivencia frente a la exposición constante a antibióticos, metales pesados y plaguicidas.
“La presión sobre estos sistemas es enorme y, al mismo tiempo, tenemos un rezago en los sistemas de tratamiento de aguas residuales muy fuerte. Hay un montón de cosas que no sabemos, ni el impacto que eso va a generar en la salud de las personas que están viviendo ahí, por ejemplo. Hay zonas muy vulnerables cerca del río Virilla y casas que, posiblemente, entran en contacto con esa agua”, explicó la Dra. Arias.
“Esto tiene implicaciones muy importantes para la salud pública, porque los seres humanos, al contaminar los ríos, estamos propiciando que las bacterias que crecen ahí evolucionen a una tasa más acelerada y adquieran características que pueden ir en contra de los mismos seres humanos y otros organismos del ambiente”, agregó la Dra. Barrantes.
“La contaminación no solo degrada la calidad del agua, sino que también altera la microbiología del ecosistema.
Las aguas del Virilla no son únicamente un colector de desechos, sino un caldo de cultivo donde se seleccionan y amplifican genes de resistencia que pueden circular entre diferentes especies bacterianas y, eventualmente, llegar a los seres humanos”, mencionaron las y los especialistas.
Una adaptación biológica
La segunda razón del por qué se da esta resistencia está oculta en el ADN. Muchas bacterias que sobreviven a los antibióticos y otras sustancias no solo se vuelven más fuertes, sino que también pueden compartir su nueva fortaleza con otras bacterias. Este intercambio ocurre gracias a pequeñas moléculas de ADN llamadas plásmidos.
Los plásmidos funcionan como vehículos que “transportan” estos genes de una bacteria a otra y les permiten adquirir capacidades avanzadas que les ayudan a sobrevivir frente a los antibióticos y a otras sustancias.
“Las bacterias pueden intercambiar genes directamente entre sí, incluso si pertenecen a especies diferentes. Este mecanismo recibe el nombre de transferencia lateral (u horizontal) de genes. Dicho de manera sencilla, es como si una bacteria pudiera “prestar” o “regalar” un plásmido cargado de genes de resistencia a otra bacteria, otorgándole nuevas capacidades de inmediato, sin necesidad de esperar a que se reproduzca”, expresó el Dr. Rojas.
En la zona del río Virilla más contaminada, cerca de un 30 % de las bacterias no se pudieron reconocer en las bases de datos internacionales.
¿Qué quiere decir esto? Que, probablemente, hay bacterias que todavía no están identificadas. Básicamente, bacterias totalmente nuevas que no han sido descritas, dijo la Dra. Barrantes. Fotografía cortesía de la Dra. Barrantes.
Ese entorno ha propiciado que, incluso, se encuentren bacterias con 12 genes de resistencia en un único plásmido.
También se descubrió que algunos plásmidos contenían genes que confieren resistencia no solo a antibióticos, sino también a otros compuestos químicos de uso industrial. De esta manera, aunque el contaminante presente en el agua no sea un antibiótico, podría igualmente favorecer el crecimiento de bacterias resistentes a varios productos a la vez.
Ese fenómeno, sin duda, no sigue el ritmo natural de la evolución biológica esperada, como la mutación. Las mutaciones son cambios genéticos graduales, muchas veces, como mecanismo de adaptación. No obstante, la contaminación en el río altera el proceso, lo que termina por acelerar y multiplicar la propagación de la resistencia bacteriana.
“Las mutaciones son el mecanismo de diversificación del genoma en bacterias, pero no explican el por qué una bacteria es resistente a diez antibióticos al mismo tiempo en un periodo muy corto. Los plásmidos si lo explican, de hecho, así es como se ha analizado en clínica y esta es la novedad con el estudio en el río Virilla”, mencionó la Dra. Barrantes.
“Los plásmidos son mecanismos que forman parte de la evolución de la vida en el planeta de los microorganismos para adaptarse.
Lo que pasa es que vemos que la injerencia humana está moldeando esa “caja de herramientas de resistencia” que le permite a las bacterias sobrevivir no solamente por el ambiente, sino también por el impacto de la contaminación que se está haciendo”.
Dra. Arias.
A más contaminación, más resistencia
Durante el estudio, una de las tareas del equipo científico consistió en rastrear el movimiento de genes en el río Virilla, a fin de identificar la abundancia y riqueza de especies de bacterias resistentes.
Con ese trabajo se logró determinar que en los sitios más contaminados aumenta la diversidad de plásmidos y la cantidad de genes de resistencia a los antibióticos. En otras palabras, a mayor contaminación, mayor la diversidad de plásmidos y mayor la cantidad de genes de resistencia a los antibióticos.
“Conforme aumenta el gradiente [nivel] de contaminación, aumenta la diversidad de los plásmidos y la cantidad de genes de resistencia, pero disminuye la diversidad de bacterias en general. Es decir, si en una parte del agua menos contaminada tenemos muchas bacterias, en el agua más contaminada tenemos menos bacterias, pero más patogénicas y con mayor diversidad de plásmidos. Es decir, una diversidad impresionante en menos bacterias y, justamente, por eso decimos que es una bomba de tiempo”, acotó el Dr. Rojas.
Las y los científicos plantean que la captación de antibióticos en el río Virilla asociada a la actividad humana directa sería mínima, en comparación con el uso que se da en la agricultura y la ganadería.
“Hemos detectado, por ejemplo, cefotaxime —una cefalosporina (antibiótico) de tercera generación— en una zona donde no hay viviendas y predomina la actividad ganadera”, mencionó la Dra. Barrantes, lo que también sugiere un posible origen no urbano de estos compuestos. Fotografía cortesía de la Dra. Barrantes.
Y eso no es todo. En los sedimentos (lodo), donde las bacterias encuentran un entorno más estable, también se observó un incremento particularmente alto en la diversidad de plásmidos, lo que confirma el papel de los plásmidos como reservorios duraderos de genes de resistencia.
“La biodiversidad de las bacterias cambia en las zonas más limpias y se disminuye drásticamente. Si había 600 taxones [tipos distintos de microorganismos] asociados a especies en el sitio más limpio, al llegar al sitio más contaminado esos taxones disminuyeron en un 50 %. Lo que usted más encuentra son taxones asociados a patógenos o a muchas bacterias con genes de resistencia en plásmidos. Es un riesgo para la biodiversidad y para la salud humana, porque el ser humano no es una burbuja independiente del entorno”, enfatizó la Dra. Barrantes.
¿Qué podemos hacer?
Para las y los especialistas, el siguiente paso es fortalecer la política pública existente, para que no solo permita una mejor gestión del tratamiento de las aguas residuales, sino que también ayude a frenar la propagación de bacterias multirresistentes.
“Queremos que el país utilice el hallazgo para visualizar la importancia del problema y se le dé seguimiento al monitoreo. Nosotros tenemos en el país un sistema que monitorea muy poco, o casi nada, este tipo de riesgos. Además, no hay enlace entre los métodos de análisis, hay poca capacidad de fiscalización de productos químicos y un retraso de décadas en saneamiento del agua”, dijo la Dra. Arias.
Además, “en Costa Rica tenemos una mayor capacidad para adquirir productos, pero un menor control para asegurarnos de que no sean desechados a los ambientes. Esto es una tragedia, porque hablamos de una combinación por diversos factores”, agregó la Dra. Arias.
El elemento que menciona la Dra. Arias es fundamental. Las y los expertos comentaron que el país monitorea la calidad de aguas superficiales y el agua vertida, pero ninguna normativa toma en cuenta la resistencia antimicrobiana, “a pesar de que el país cuenta con una plataforma en contra de la resistencia antimicrobiana que establece, claramente, que debe haber acciones de vigilancia ambiental, pero no se dan”, enfatizó la Dra. Arias.
“Quisiéramos tener incidencia política porque, repito, esto es una bomba de tiempo. Uno desearía que ya se estuvieran tomando medidas para monitorear cómo está la resistencia a los antibióticos en las aguas, así como monitorear en diferentes partes y momentos del año para decir, por ejemplo, que las plantas de tratamiento ya no deben tener solo tratamiento primario, sino tratamiento secundario u otras medidas. También, advertencias en ciertos periodos del año en las playas, por ejemplo”, comentó el Dr. Rojas.
Con los resultados, el país en estos momentos tiene nuevas herramientas para decidir qué técnicas de monitoreo priorizar y más motivos para renovar, cuanto antes, el plan de la plataforma para vigilancia de resistencia a los antibióticos enfocado, esta vez, en el ambiente y no solo en el área clínica.
Por supuesto, ese esfuerzo se debe acompañar de acciones educativas y preventivas que lleven a utilizar la menor cantidad de productos químicos, así como promover planes de manejo de aguas residuales en cantones.
“Cuándo las personas se empiecen a enfermar, ¿dónde van a ir? A un sistema de salud que ya está colapsado. Todo esto se puede prevenir, especialmente, cuando los niños, las niñas y los ancianos son los más susceptibles”, expusieron la Dra. Barrantes y la Dra. Arias.
Mientras tanto, las y los científicos hacen un llamado a un desecho adecuado de fármacos, así como de las aguas residuales que, en el futuro, pueden regresar para el uso humano.
De igual forma, invitan a las personas agricultoras y ganaderas a efectuar un uso racional de los productos químicos que, al final de cuentas, impacta el bolsillo, el ambiente y la salud humana.
