La contaminación por microplásticos puede impulsar bacterias resistentes a los antibióticos
La contaminación por plásticos es una de las crisis ambientales más graves que enfrenta la humanidad. Desde 1950, la producción de plástico ha superado los 8300 millones de toneladas métricas y la mayor parte de los residuos plásticos terminan en el ambiente, afectando la vida silvestre, el funcionamiento de los ecosistemas y la salud humana.
Simultáneamente, la capacidad de las bacterias patógenas para resistir uno o más antibióticos (conocida como resistencia antimicrobiana o RAM) se ha convertido en una emergencia de salud pública que causa alrededor de 5 millones de muertes anuales en todo el mundo.
“La RAM es una amenaza existencial para la humanidad”, afirma Tim Walsh, profesor de la Universidad de Oxford y director de biología del Instituto Ineos Oxford de Investigación Antimicrobiana del Reino Unido, y agrega: “Matará a más personas [cada año] que la tuberculosis, el VIH y la malaria, y si no se combate, podría superar al cáncer como la principal causa de muerte”.
Hasta hace muy poco, estas dos crisis globales, la contaminación por plásticos y la resistencia antimicrobiana, eran consideradas por separado por científicos y responsables políticos. Pero una nueva línea de investigación sugiere que están intrínsecamente ligados.
Los residuos plásticos son rápidamente colonizados por microorganismos, creando un nuevo tipo de ecosistema denominado “plastisfera”. Y las bacterias que viven en la plastisfera están desarrollando una mayor resistencia a los antibióticos a un ritmo sin precedentes.
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Cómo los microplásticos aumentan la resistencia antimicrobiana
En 2025, investigadores de la Universidad de Boston descubrieron que la bacteria Escherichia coli expuesta a microplásticos desarrollaba una mayor resistencia a cuatro antibióticos comunes en comparación con las bacterias no expuestas.
Tras solo 10 días de exposición a microplásticos, la tolerancia de la bacteria a los antibióticos se disparó, alcanzando 100 veces el nivel inicial, según Neila Gross, la investigadora doctoral que dirigió el estudio. «Esto fue muy, muy preocupante», dice a Mongabay.
Los investigadores aún están desentrañando cómo y por qué los microplásticos aumentan la resistencia antimicrobiana. Una pieza clave del rompecabezas es la forma en que las bacterias se comportan al colonizar una superficie. Aunque solemos pensar en las bacterias como solitarias, cuando crecen en una superficie se adhieren entre sí y forman una comunidad compleja conocida como biopelícula.
Las bacterias de la biopelícula secretan un material protector gelatinoso compuesto de proteínas, carbohidratos y ADN, que les ayuda a permanecer adheridas a la superficie y las protege contra sustancias nocivas, incluidos los antibióticos. “Es una barrera física, como una armadura, [y las bacterias] se alojan en medio de ella”, explica Gross.
Las bacterias que forman biopelículas tienen mayor probabilidad de desarrollar resistencia a los antibióticos que las bacterias aisladas, en parte porque el gel protector bloquea la mayoría, pero no todos, los antibióticos que intentan penetrar. Esto significa que las bacterias se exponen a los antibióticos en niveles lo suficientemente altos como para provocar una respuesta defensiva, pero no lo suficientemente altos como para matarlas directamente. Al igual que un tratamiento antibiótico incompleto, esta exposición a bajos niveles predispone a las bacterias a desarrollar resistencia.
Aquí es donde entran en juego los microplásticos: no solo proporcionan una superficie sobre la que se pueden formar biopelículas, sino que las promueven activamente. La investigación de Gross ha demostrado que las bacterias forman biopelículas más densas y gruesas en microesferas de plástico que en vidrio. Los microplásticos también parecen seleccionar bacterias con mayor capacidad para formar biopelículas.
Al promover la formación de biopelículas más fuertes y estables, los microplásticos crean el entorno perfecto para el desarrollo de la resistencia a los medicamentos.
Estudios independientes realizados en China y el Reino Unido han descubierto que, en entornos fluviales, los residuos de microplásticos pueden albergar más bacterias resistentes a los antibióticos y una mayor abundancia de algunos genes de resistencia, en comparación con superficies naturales como la madera o la roca.
Los microplásticos fomentan el intercambio genético
Otra razón por la que la resistencia a los medicamentos puede propagarse tan rápidamente a través de las biopelículas es que las bacterias que residen en estas películas intercambian fácilmente material genético mediante un proceso conocido como transferencia horizontal de genes. En lugar de que cada bacteria tenga que desarrollar individualmente resistencia a cada antibiótico desde cero mediante mutaciones aleatorias, un gen de resistencia desarrollado por una bacteria puede compartirse con toda la comunidad.
“Las bacterias son como esponjas genéticas y su ADN es muy plástico”, afirma Walsh. “Son capaces de crecer juntas, comunicarse entre sí e intercambiar información [genética] con mucha más facilidad que los seres humanos. En ese sentido, son un adversario formidable”.
Walsh y sus colegas descubrieron que la exposición a los microplásticos aumenta la tasa de transferencia horizontal de genes hasta 200 veces. Esto ocurre porque las bacterias responden a los microplásticos expresando los llamados “genes SOS”, un grupo de genes que ayudan a reparar el ADN dañado y que, según estudios previos, favorecen el intercambio genético. “Las bacterias perciben los microplásticos como una toxina y se sobrecargan, estimulando el intercambio de material genético”, explica Walsh.
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Algunos tipos de plástico presentan un mayor riesgo
Los científicos están investigando qué características específicas de los plásticos los hacen eficaces para promover la resistencia a los antibióticos. Hasta el momento, sabemos que ciertos tipos de plástico parecen ser más problemáticos que otros.
Por ejemplo, los científicos han descubierto que el polietileno, omnipresente en los envases de plástico, alberga mayores niveles de resistencia a los antimicrobianos que el cloruro de polivinilo, utilizado en plásticos duros como las tuberías. Otro estudio halló biopelículas bacterianas más densas y una mayor transferencia horizontal de genes en el polietileno en comparación con otros plásticos.
Las investigaciones también sugieren que el poliestireno expandido, el tipo utilizado para fabricar las bolitas de embalaje, podría tener un mayor riesgo de propiciar la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos que otros tipos de plástico. “La propia naturaleza de los plásticos los convierte en un sustrato de riesgo, pero el poliestireno es una matriz muy compleja”, explica la autora principal del estudio, Emily Stevenson, investigadora de doctorado en la Universidad de Exeter, en Reino Unido, a Mongabay. “Esa estructura porosa ofrece una mayor superficie para la colonización bacteriana”.
Otra complicación: las partículas de plástico cambian con el tiempo al exponerse a la luz solar y al agua. Este proceso de envejecimiento puede hacer que su superficie se vuelva más rugosa, creando una mayor área donde se adhieren las biopelículas bacterianas. El envejecimiento también provoca la liberación de sustancias químicas tóxicas de los plásticos, lo que puede desencadenar la respuesta de emergencia de las bacterias y contribuir a la propagación de genes de resistencia.
Los microplásticos podrían transportar bacterias resistentes a nuevos lugares
Una vez que la resistencia a los antimicrobianos se ha desarrollado en un entorno, los seres humanos pueden contraer infecciones resistentes a los antibióticos por contacto con agua, suelo o alimentos contaminados. Los microplásticos también podrían desempeñar un papel importante: los plásticos ligeros, como el poliestireno expandido, pueden ser transportados por la escorrentía pluvial, los arroyos o las corrientes oceánicas, lo que podría trasladar bacterias resistentes a los antibióticos a nuevos entornos.
Otra posible vía de infección, según los expertos: los microplásticos que albergan biopelículas resistentes a los medicamentos podrían transportar esas bacterias dañinas a través de la cadena alimentaria hasta los humanos.
“Sabemos que los organismos filtradores, como los mejillones, ingieren microplásticos en la base de la cadena alimentaria”, afirma Stevenson. Su investigación doctoral sugiere que los microplásticos podrían aumentar la cantidad de genes de resistencia a los antimicrobianos en el intestino de los mejillones. Dado que los humanos consumimos mariscos como los mejillones enteros, “si contienen patógenos dañinos o microplásticos, podrían estar llegando a la cadena alimentaria humana”, explica. Se necesita más investigación para confirmar y ampliar estos hallazgos preliminares.
Aguas residuales: un foco de resistencia a los medicamentos
Las bacterias son omnipresentes en el medio ambiente global, al igual que los microplásticos. Sin embargo, existen lugares donde se acumulan en altas concentraciones, junto con antibióticos y otras sustancias tóxicas, creando focos de resistencia a los antimicrobianos (RAM).
Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) filtran y tratan las aguas residuales sin tratar para eliminar bacterias, residuos farmacéuticos y contaminantes, incluidos los microplásticos. Si bien este proceso puede ser muy eficaz, no es perfecto.
“Los plásticos se descomponen en fragmentos cada vez más pequeños, que son realmente difíciles de filtrar o eliminar de las aguas residuales”, afirma Tam Tran, investigador principal del Instituto Noruego de Investigación Científica (NORCE).
Tran y sus colegas analizaron muestras de aguas residuales de Noruega, Islandia y Finlandia, y descubrieron que el tratamiento reducía los niveles de residuos de antibióticos, microplásticos y genes de resistencia a los medicamentos en el agua, pero no los eliminaba por completo. Cuando las aguas residuales tratadas que contienen trazas de antibióticos y microplásticos se vierten en ambientes marinos, “se crea un nuevo foco de resistencia a los antimicrobianos (RAM)”, afirma Tran.
Las aguas residuales, incluso después de pasar por una planta de tratamiento avanzada, presentan un riesgo de desarrollo de RAM. Pero cuando las instalaciones sanitarias son limitadas, inadecuadas o inexistentes, por ejemplo, en comunidades desfavorecidas, zonas de guerra o campos de refugiados, existe un riesgo aún mayor de que surjan bacterias resistentes a los antibióticos.
“Siempre que hay una degradación de la infraestructura… existe una relación directa con la presencia de bacterias resistentes”, afirma Walsh.
En los países de altos ingresos, las infecciones resistentes a los antibióticos son un gran problema, pero a menudo se puede superar con atención médica. En los países de ingresos bajos y medios, donde las instalaciones sanitarias y las plantas de tratamiento de agua son menos accesibles, las infecciones multirresistentes son frecuentes y, a menudo, mortales.
En muchas naciones de África y el sudeste asiático, “ya nos hemos quedado sin antibióticos [para elegir] y por supuesto, esto afecta a la población más pobre”, dice Walsh. “Está directamente relacionado con la pobreza”.
Los países de ingresos bajos y medios también suelen tener menos instalaciones de reciclaje, lo que significa que los residuos plásticos tienen más probabilidades de terminar en vertederos al aire libre, arroyos, playas y calles, expandiendo enormemente la plastisfera colonizada por bacterias.
Múltiples crisis se combinan para promover la resistencia a los medicamentos
Tanto los plásticos como los antibióticos son sustancias manufacturadas introducidas por el ser humano en el ambiente. Ambas pueden afectar el funcionamiento de los sistemas de soporte vital de la Tierra, para bien o para mal. Por esta razón, se agrupan en el límite planetario de las «entidades novedosas», uno de los nueve límites que, de ser superados, amenazan con sacar a la Tierra de la zona habitable. Los científicos afirman que la humanidad ya ha superado los umbrales de seguridad para seis de los nueve límites, incluido el de las entidades novedosas.
El cambio climático es otro límite planetario cuya zona segura ha sido sobrepasada por la humanidad. Su transgresión también podría estar exacerbando la resistencia a los antimicrobianos (RAM). Esto se debe a que las temperaturas más altas aceleran el crecimiento bacteriano y promueven la transferencia horizontal de genes, lo que facilita la propagación de la resistencia a los medicamentos.
También puede haber efectos climáticos indirectos: el calor extremo, la humedad, las inundaciones y las sequías provocadas por el calentamiento global pueden afectar negativamente la calidad del agua y la seguridad alimentaria, aumentando la prevalencia de enfermedades infecciosas y requiriendo un mayor uso de antibióticos, lo que promueve la RAM.
“La forma en que tratamos nuestro ambiente, tanto en términos de degradación ambiental como de cambio climático, está directamente relacionada con la RAM”, afirma Walsh.
El cambio climático también podría amplificar el efecto de la contaminación por plásticos en la RAM. Las temperaturas más altas provocan que los plásticos se fragmenten en partículas más grandes.Los microplásticos liberan sustancias químicas nocivas con mayor rapidez, lo que proporciona más superficies para la formación de biopelículas y promueve la respuesta SOS, que favorece el intercambio genético bacteriano.
Los plásticos influyen en la resistencia a los antimicrobianos (RAM) a lo largo de su ciclo de vida
Si bien la investigación sobre la relación entre los microplásticos y la resistencia a los medicamentos se ha centrado en la contaminación plástica ambiental, existen razones fundadas para creer que los plásticos promueven la RAM a lo largo de todo su ciclo de vida.
La mayoría de los plásticos se producen a partir de combustibles fósiles, que deben extraerse y transportarse por tuberías hasta las refinerías. En estas tuberías se utilizan biocidas, sustancias químicas que eliminan microorganismos como las bacterias, para prevenir la acumulación de biopelículas bacterianas, que podrían obstruirlas. Sin embargo, dado que los biocidas rara vez eliminan el 100 % de las bacterias, su uso industrial generalizado podría, de hecho, fomentar el desarrollo de la RAM. Los aditivos químicos utilizados en el proceso de fabricación de plásticos también pueden promover la resistencia a los medicamentos. Nuevamente, se necesita más investigación para comprender plenamente estos riesgos.
La recolección y el transporte de residuos plásticos, ya sea a vertederos o plantas de reciclaje, podrían transportar bacterias resistentes a los medicamentos a nuevos entornos. Incluso el reciclaje puede promover la RAM, ya que los residuos plásticos suelen tratarse con desinfectantes antes de su procesamiento y las bacterias supervivientes podrían volverse resistentes.
«Los plásticos y la resistencia antimicrobiana están intrínsecamente ligados», afirma Stevenson. «En cada etapa del ciclo de vida de los plásticos, desde la producción hasta la eliminación, existe algún factor que podría influir en la resistencia antimicrobiana».
Sin embargo, el plástico también puede ser una herramienta útil en la lucha contra la resistencia antimicrobiana. «Uno de los usos realmente beneficiosos de los plásticos es que mantienen la esterilidad», explica Stevenson, lo que reduce la transmisión de bacterias resistentes a los medicamentos en hospitales y clínicas. «Es un arma de doble filo».
El incierto camino a seguir
Los científicos han descubierto una relación profundamente preocupante entre los microplásticos y la resistencia a los antimicrobianos (RAM), que podría verse exacerbada por otras crisis ambientales como el cambio climático. Sin embargo, aún quedan muchas preguntas.
¿Cómo cambian y evolucionan las biopelículas en los microplásticos con el tiempo? ¿Cómo influyen los aditivos químicos —decenas de miles de los cuales se añaden habitualmente a diferentes tipos de plástico— en la RAM? ¿Qué sucede? ¿Qué sucede cuando otras sustancias del ambiente, desde metales pesados hasta secreciones vegetales, interactúan con los microplásticos que forman biopelículas? ¿Y cómo influyen los microplásticos en nuestro sistema digestivo en la resistencia a los medicamentos en la microbiota?
Mientras los científicos trabajan para responder a estas y muchas otras preguntas sobre los microplásticos y la resistencia a los antimicrobianos, los expertos en salud pública reconocen la necesidad urgente de actuar para detener la propagación de bacterias resistentes a los medicamentos y controlar la avalancha de residuos plásticos en el ambiente.
Un buen punto de partida sería “reducir la cantidad de plásticos y antibióticos que llegan a la planta de tratamiento de aguas residuales… es decir, usar menos plásticos y mejorar la gestión de los antimicrobianos”, afirma Stevenson. “Debemos asegurarnos de no limitarnos a regular uno solo de estos contaminantes. Debemos abordarlos de forma integral”.
Frenar la propagación de la resistencia a los antimicrobianos (RAM) es solo una de las muchas razones por las que la humanidad necesita liberarse del ciclo de fabricación y desecho de plástico. Sin embargo, con tanto plástico ya presente en el ambiente, puede que sea demasiado tarde.
Limitar las oportunidades para la mezcla de este peligroso cóctel de bacterias, antibióticos y microplásticos mediante una mejor gestión de las aguas residuales y una vigilancia continua de la RAM podría ser la mejor esperanza para la salud y la seguridad públicas a nivel mundial.
*Imagen principal: investigaciones recientes sugieren que la contaminación por microplásticos está acelerando el desarrollo de bacterias resistentes. Foto: DFID (Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido) en Flickr (CC BY 2.0)
Claire Asher es escritora y divulgadora científica independiente con un doctorado en biología.