Biotecnología para eliminar ampicilina de aguas residuales

De los compuestos que se vierten diariamente a aguas residuales, actualmente llama la atención de los especialistas los denominados “contaminantes emergentes”, caracterizados por que no necesitan persistir en el ambiente para causar efectos negativos en diferentes ecosistemas.

Dentro de los contaminantes emergentes se encuentran los antibióticos β-lactámicos, uno de ellos es la ampicilina y tiene un alto consumo en México. Diversos estudios han demostrado que la presencia de este contaminante en aguas residuales ha contribuido al aumento en la resistencia bacteriana, así como a la modificación en la reproducción y comportamiento de algunas especies acuáticas.

Dicho compuesto puede provenir de distintas fuentes, como las aguas residuales de origen hospitalario y domésticas, así como de la industria farmacéutica; si bien ésta cumple con controles de calidad muy estrictos en sus procesos de fabricación, no resulta así en el tratamiento de las aguas derivadas del propio proceso.

Ante esta situación, la doctora Claudia Romo Gómez, del área Académica de Química y coordinadora del posgrado en Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), y la doctora Flor de María Cuervo López, investigadora del Departamento de Biotecnología de la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa (UAM-I), se colaboran en el proyecto “Degradación de algunos antibióticos β-lactámicos en aguas sintéticas, mediante el proceso de desnitrificación”, a fin de evaluar un proceso que pueda ser usado para la eliminación de ampicilina contenida en las aguas residuales.

Si bien el proyecto nace tras la prohibición de venta libre de antibióticos, actualmente cobra mayor importancia, ya que “hoy en día la salud pública se ve afectada por la resistencia que generan bacterias y virus a los antibióticos, por ejemplo, el de la influenza, que cada año muta y afecta a más gente, en donde el uso indiscriminado de antibióticos puede contribuir a esta resistencia” menciona la doctora Claudia Romo.

Las doctoras Claudia Romo y Flor de María Cuervo dirigen la tesis doctoral de Irasema Leticia Islas García, en donde se estudia el proceso desnitrificante en presencia de ampicilina.

“Dicho proceso es un tratamiento biológico que puede constituir una excelente alternativa para llevar a cabo la eliminación de ampicilina, a través de su mineralización a compuestos inocuos, con la finalidad de que no causen más efectos negativos en el medio ambiente”.

Proceso

El proceso desnitrificante consiste en la reducción de nitrato NO3- en condiciones anóxicas hasta nitrógeno molecular (N2), dicha reducción se lleva a cabo por reacciones enzimáticas, en donde intervienen diversos géneros de bacterias como Alcaligenes, Paracoccus, Pseudomonas, Thiobacillus, Rhizobium, Thiosphaera, entre otros. Para que la reducción ocurra se requiere de una fuente de electrones, la cual se debe oxidar al mismo tiempo que se reduce el nitrato. La fuente de electrones, en este caso es el contaminante en estudio.

Actualmente en México, la NORMA Oficial Mexicana NOM-073-ECOL-1994, establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las aguas residuales provenientes de las industrias farmacéutica y farmoquímica, que pueden ser descargados a los diferentes cuerpos receptores, refiriéndose específicamente a la estimación de la cantidad de oxígeno que requiere una población microbiana heterogénea para oxidar la materia orgánica de una muestra de agua. Sin embargo, dicha normatividad no establece límites máximos permisibles de concentraciones de antibióticos para las descargas de aguas residuales que se vierten en la red de alcantarillado municipal o a cuerpos de agua naturales.

Resultados previos

Derivado del desarrollo de la tesis doctoral, en este momento se tienen resultados previos que fueron presentados en el XVI Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería en Guadalajara. Los resultados indican “que los microorganismos desnitrificantes fueron capaces de consumir la ampicilina contenida en aguas sintéticas”.

Es importante mencionar que el proyecto aún se encuentra en desarrollo con la finalidad de obtener y estudiar las variables de respuesta propias del proceso de desnitrificación, para comprender el comportamiento del mismo en presencia de ampicilina.

La doctora Romo Gómez menciona que con los resultados positivos que se están obteniendo será posible escalar el proceso y buscar utilizarlo en las plantas de tratamiento de aguas residuales para promover la eliminación eficiente de antibióticos β-lactámicos contenidos en ellas. Asimismo, los resultados finales del proyecto indicarán si este método podría ser patentado.