Coselección de bacterias resistentes a carbapenémicos y tolerantes a metales pesados en ambientes acuáticos contaminados de Guatemala: caso de la microcuenca de los ríos Contreras y Villalobos

Abstract

La resistencia bacteriana a antibióticos de importancia clínica, especialmente a carbapenémicos, constituye una amenaza creciente para la salud pública y los ecosistemas acuáticos, particularmente en áreas con descargas de aguas residuales urbanas. Este estudio evaluó la presencia y caracterización de bacterias resistentes a carbapenémicos en los ríos Contreras y Villalobos, Ciudad de Guatemala, con el objetivo de identificar su potencial como reservorios de genes de resistencia y su relación con elementos genéticos móviles. Se recolectaron muestras de agua superficial en varios puntos, las cuales fueron filtradas median te membranas de 0.45 µm y cultivadas en medio cromogénico CHROMagar™ mSuperCARBA® suple mentado con Meropenem® e Imipenem® + Cestaleina. Las cepas aisladas fueron caracterizadas fenotípica mente mediante el sistema API20E y la prueba de oxidasa. Posteriormente, se extrajo ADN con el método PCI y se realizaron PCRs específicos para los genes blaNDM, blaKPC, blaOXA-48-like, blaIMP, blaVIM, así como para los elementos ISCR1 e Intl1. Los productos amplificados se secuenciaron y se analizaron con las bases de datos ResFinder y CARD para confirmar su identidad y perfil de resistencia. Los resultados revelaron la presencia de cepas pertenecientes a Escherichia, Klebsiella, Acinetobacter y Pseudomonas, portadoras de los genes blaKPC, blaOXA-48-like y blaNDM, junto con elementos móviles ISCR1 e Intl1. Estos hallazgos evidencian que los ríos actúan como reservorios de resistencia y como posibles focos de diseminación por transferencia horizontal de genes, representando un riesgo para la salud pública y el medio ambiente. Se destaca la necesidad de fortalecer el monitoreo ambiental y aplicar medidas integrales de control de contaminación para mitigar la propagación de resistencia antimicrobiana en entornos acuáticos urbanos.

Bacterial resistance to clinically important anti biotics, especially carbapenems, constitutes a gro wing threat to public health and aquatic ecosystems, particularly in areas receiving discharges of urban wastewater. This study evaluated the presence and characterization of carbapenem-resistant bacteria in the Contreras and Villalobos rivers, Guatemala City, with the aim of identifying their potential as reser voirs of resistance genes and their association with mobile genetic elements. Surface water samples were collected at various sites, filtered through 0.45 µm membranes, and cultured on chromogenic medium CHROMagar™ mSuperCARBA® supplemented with Meropenem® and Imipenem® + Cestaleina. The iso lated strains were phenotypically characterized using the API20Esystem andthe oxidase test. Subsequently, DNAwas extracted using the PCI method, and specific PCRassays were performed for the genes blaNDM, blaKPC, blaOXA-48-like, blaIMP, blaVIM, as well as for the elements ISCR1 and Intl1. The amplified products were sequenced and analyzed using the ResFinder and CARD databases to confirm their identity and resistance profile. The results revealed the presence of strains belonging to Escherichia, Kleb siella, Acinetobacter, and Pseudomonas, carrying the blaKPC, blaOXA-48-like, and blaNDM genes, along with the mobile elements ISCR1 and Intl1. These findings show that rivers act as resistance re servoirs and potential foci for dissemination through horizontal gene transfer, posing a risk to public health and the environment. This underscores the need to strengthen environmental monitoring and implement comprehensive pollution control measures to mitigate the spread of antimicrobial resistance in urban aquatic environments.