Identificación del origen de la contaminación fecal en aguas con Bifidobacterium spp. y/o Bacteroides spp. específicas de huéspedes

• Autores: Marta Gómez Doñate
• Directores de la Tesis: M. Teresa Muniesa Pérez (dir. tes.), Anicet R. Blanch (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2014
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Marta Cerdà Cuéllar (presid.), Anna Puig (secret.), Antoni Munné Torras (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Microbiología
      • Bacteriología
      • Bacteriófagos
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
      • Microbiología clínica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • El agua es un recurso renovable y fundamental para el sustento y desarrollo de la vida en el planeta. Debido al crecimiento de la población humana junto con la expansión de la actividad industrial, la agricultura y ganadería intensivas y el cambio climático han provocado un gran deterioro en la calidad del agua. La contaminación de origen fecal es una de las fuentes más relevantes de la polución del agua, ya que puede comportar la presencia de microrganismos patógenos, los cuales implican un alto riesgo sanitario y grandes pérdidas económicas. La discriminación del origen de la contaminación fecal es por tanto esencial para la actuación directa sobre la fuente, conocer el impacto y los riesgos derivados de dicha contaminación. Existen diversos métodos para la determinación del origen de la contaminación fecal. En primer lugar los métodos químicos, los cuales consisten en la detección de compuestos como la cafeína o los esteroles y estanoles fecales. En segundo lugar, los métodos microbiológicos (Microbial Source Tracking). Estos están enfocados a encontrar microrganismos capaces de discriminar el origen de la contaminación fecal. Se asume que estos microrganismos están relacionados con la flora gastrointestinal de cada uno de los huéspedes y que son diferentes unos de otros debido a las condiciones intestinales de cada hospedador, a la selección natural, y a que la progenie producida por subsiguientes replicaciones es genéticamente idéntica. Los primeros microrganismos utilizados (E. coli, coliformes fecales, enterococos o clostridios reductores de sulfitos) no eran capaces de determinar el origen contaminante. Por ello se desarrollaron otras metodologías con nuevos indicadores. La primera utilizada para los estudios de MST fueron la determinación de bacteriófagos que infectaban cepas de Bacteroides específicas de huésped (humano, bovino, porcino y aviar). En este primer estudio se comprueba que las cepas seleccionadas para cada origen muestran una alta detección de fagos en las muestras con carga fecal elevada de su mismo origen, no detectando fagos (salvo alguna excepción) en muestras de origen distinto. También identificaron con éxito la fuente contaminante en muestras de agua con carga fecal moderada. En el segundo estudio se diseñaron cuatro sets (cebadores comunes y sondas específicas) de qPCRs específicas de Bifidobacterium asociados a huésped. Se comprobó que los pasos previos de extracción y purificación del ADN de la muestra eran necesarios para su correcto análisis, que cada uno de los sets era capaz de discriminar su origen contaminante sin producirse reacciones cruzadas en aguas tanto de elevada como moderada carga fecal. En el tercer estudio se aplicaron estas técnicas junto con las metodologías de PCR del ADN mitocondrial y una PCR multiplex de Bif. adolescentis y Bif. dentium para la puesta a punto de un programa de aprendizaje inductivo (Ichnaea) capaz de establecer modelos predictivos para su aplicación en muestras ambientales con bajos niveles de contaminación. Para ello se estudiaron tres tipos de muestra: de elevada y moderada carga fecal, donde todos los métodos resultaron efectivos; y de baja carga fecal (canal de riego del Delta del Ebro), donde en muchos casos la diana de las metodologías se encontraba por debajo de su límite de detección. Este programa informático también estableció qué parámetros poseían mayor relevancia según el nivel de la dilución y la antigüedad de la muestra. En el último estudio se diseñó un set de qPCRs específicas de Bacteroides asociados a huésped (a partir de las bandas predominantes del ADN 16S analizadas por DGGE de cada origen fecal). Esta nueva metodología continúa en estudio. La conclusión principal de este trabajo es que no existe una metodología única y universal capaz de discriminar el origen de la contaminación fecal, si no que para una mayor fiabilidad en la discriminación es necesario el análisis conjunto de diversos indicadores y que los programas de aprendizaje inductivo indican cuáles son los más relevantes en cada caso.