Los nanoplásticos aumentan la toxicidad de la bacteria E. Coli, sugiere un estudio

Investigadores revelan que la interacción genera estrés fisiológico en este patógeno, volviéndolo más virulento y generando más toxina similar a la Shiga, sustancia que causa la enfermedad en los seres humanos.

Los nanoplásticos están por todas partes. Son fragmentos tan diminutos que pueden acumularse en las bacterias y ser absorbidos por las raíces de las plantas; están en nuestros alimentos, nuestra agua y nuestros cuerpos. Aún se desconoce el alcance total de su impacto en nuestra salud, pero una nueva investigación de científicos especializados en alimentación de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, en EE.UU., sugiere que ciertos nanoplásticos pueden hacer más virulentos los patógenos transmitidos por los alimentos.

«Otros estudios han evaluado la interacción de los nanoplásticos y las bacterias, pero el nuestro es el primero que analiza el impacto de los microplásticos y los nanoplásticos en las bacterias patógenas humanas. Nos centramos en uno de los principales patógenos implicados en brotes de enfermedades transmitidas por los alimentos: E. coli O157:H7″, explica Pratik Banerjee, profesor asociado del Departamento de Ciencias de la Alimentación y Nutrición Humana de Illinois y autor principal del estudio, publicado en Journal of Nanobiotechnology.

El equipo de Banerjee descubrió que los nanoplásticos con superficies cargadas positivamente eran más propensos a causar estrés fisiológico en E. coli O157:H7. Al igual que un perro estresado es más propenso a morder, las bacterias estresadas se volvieron más virulentas, bombeando más toxina similar a la Shiga, la sustancia química que causa la enfermedad en los seres humanos.

Los investigadores esperaban que los nanoplásticos con carga positiva afectaran a E. coli porque la superficie de la bacteria tiene carga negativa. Para probar su hipótesis de atracción opuesta, crearon nanoplásticos a partir de poliestireno -el material de las omnipresentes cajas blancas de comida para llevar- y les aplicaron cargas positivas, neutras o negativas antes de introducir las partículas en E. coli, ya fuera flotando libremente en una solución o en biopelículas.

«Empezamos con la carga superficial. Los plásticos tienen una enorme capacidad para adsorber sustancias químicas. Cada producto químico tiene un efecto diferente sobre la carga superficial, en función de la cantidad de producto químico adsorbido y del tipo de plástico», explica Banerjee. «En este trabajo no analizamos los efectos de las sustancias químicas en sí -ese será nuestro próximo estudio-, pero este es el primer paso para comprender cómo influye la carga superficial de los plásticos en la respuesta de la E. coli patógena».

Las bacterias expuestas a nanoplásticos cargados positivamente mostraron estrés de múltiples maneras, no sólo produciendo más toxina similar a la Shiga. También tardaron más en multiplicarse cuando flotaban libremente y se congregaron en biopelículas más lentamente. Sin embargo, el crecimiento se recuperó con el tiempo.

Las biopelículas proporcionan a las células bacterianas cierta protección gracias a un revestimiento extracelular que desarrollan. Para comprobar si este revestimiento protegía contra el estrés inducido por los nanoplásticos, el equipo sumergió partículas de microplástico comparativamente grandes en la sopa bacteriana y dio a E. coli una o dos semanas para colonizar. A continuación, introdujeron los mismos nanoplásticos cargados.

Las partículas cargadas positivamente siguieron provocando estrés -y aumentaron la producción de toxinas tipo Shiga- en la E. coli unida a la biopelícula.

«Las biopelículas son una estructura bacteriana muy robusta y difícil de erradicar. Son un gran problema en la industria médica, ya que se forman en inserciones como catéteres o implantes, y en la industria alimentaria», explica Banerjee. «Uno de nuestros objetivos era ver qué ocurre cuando este patógeno humano, que se transmite habitualmente a través de los alimentos, se encuentra con estos nanoplásticos desde el punto de vista de una biopelícula».

Las interacciones con las partículas de plástico pueden estar haciendo algo más que aumentar la toxicidad de E. coli; otros estudios han demostrado que las biopelículas sobre microplásticos pueden servir como puntos calientes para la transferencia de genes de resistencia a los antibióticos, haciendo que las bacterias sean más difíciles de manejar. El grupo de Banerjee está estudiando la transferencia de genes de resistencia y los cambios en los patrones de virulencia y transmisión de los principales patógenos alimentarios en productos alimenticios y otros entornos, como el suelo.