Una investigación reciente demuestra que los nanoplásticos pueden volver más peligrosas a bacterias como Escherichia coli O157:H7, aumentando su toxicidad y resistencia. El estudio fue publicado en la revista científica Journal of Nanobiotechnology, de acceso abierto y revisión por pares. Fue liderado por Pratik Banerjee, junto a un equipo internacional de investigadores de India y Estados Unidos.
El objetivo fue analizar cómo diferentes nanoplásticos de poliestireno afectan a la bacteria patógena E. coli O157:H7, una cepa especialmente peligrosa por su capacidad de producir toxinas y causar diarreas severas, hemorragias intestinales e incluso insuficiencia renal en humanos. Se expusieron cultivos bacterianos a tres tipos de nanoplásticos con distinta carga superficial:
- Cargados positivamente (modificados con grupos amina).
- Cargados negativamente (modificados con grupos carboxilo).
- Sin carga (neutros).
Las bacterias fueron observadas en dos condiciones clave:
- Fase planctónica, cuando están libres y móviles en un medio líquido.
- Biopelícula, cuando se agrupan sobre superficies, creando una matriz protectora que aumenta su resistencia a desinfectantes y tratamientos.
Cómo se realizó el experimento con bacterias y plásticos
Durante periodos de 7 y 15 días, los investigadores cultivaron E. coli en presencia de los tres tipos de nanoplásticos a una concentración de 100 mg/L. Se evaluaron múltiples parámetros, incluyendo:
- Crecimiento y viabilidad celular.
- Capacidad de formar biopelículas.
- Producción de toxinas Shiga.
- Estrés fisiológico oxidativo (medido por el biomarcador MDA).
Además, se realizaron análisis genómicos mediante secuenciación de ARN (transcriptómica) para observar qué genes cambiaban su expresión al entrar en contacto con los nanoplásticos.
Resultados: plásticos que frenan pero también activan la amenaza
Los resultados mostraron que los efectos de los nanoplásticos dependen de su carga:
- Nanoplásticos con carga positiva (amina):
- Disminuyeron la viabilidad de las bacterias libres (planctónicas).
- Inhibieron el inicio de la formación de biopelículas.
- Activaron una respuesta defensiva en la bacteria.
- Aumentaron significativamente la expresión de genes relacionados con la virulencia, como stx1a, responsable de producir toxinas Shiga.
- Nanoplásticos con carga negativa (carboxilo):
- Provocaron una ligera reducción del crecimiento.
- Causaron cambios moderados en la expresión génica.
- Nanoplásticos sin carga:
- Mostraron efectos menos pronunciados, aunque también alteraron la biopelícula y el metabolismo bacteriano.
En resumen, los nanoplásticos positivos bloquean el crecimiento, pero estimulan mecanismos de defensa y ataque que pueden volver más virulenta a la bacteria.
Cambios genéticos causados por los nanoplásticos
El análisis de la expresión génica reveló alteraciones profundas:
- En fase planctónica:
- 1,189 genes fueron regulados a la baja.
- 995 genes aumentaron su expresión.
- En biopelícula:
- Se alteraron genes relacionados con la motilidad, resistencia al estrés, adhesión y producción de toxinas.
Entre los genes más afectados estaban:
- stx1a (toxina Shiga).
- Genes de quorum sensing (comunicación bacteriana).
- Genes asociados con la producción de matriz extracelular.
Esto sugiere que los nanoplásticos, además de generar estrés, modifican el estilo de vida bacteriano, promoviendo su persistencia y peligrosidad.
Riesgos para la salud pública y el ambiente
La bacteria E. coli O157:H7 causa brotes frecuentes de diarreas severas y puede ser mortal en poblaciones vulnerables. Se encuentra en carne mal cocida, vegetales contaminados y fuentes de agua insegura. Su capacidad de formar biopelículas dificulta su eliminación en superficies industriales, hospitales y entornos agrícolas.
La presencia de nanoplásticos en estos ambientes podría aumentar la virulencia bacteriana y facilitar infecciones más graves o resistentes. Además, los nanoplásticos están presentes en:
- Agua potable.
- Alimentos procesados.
- Suelos agrícolas con fertilizantes plásticos.
- Productos de cuidado personal y textiles.
Su combinación con bacterias patógenas puede representar una amenaza invisible pero creciente para la seguridad alimentaria y la salud pública.
Conclusión: una nueva amenaza invisible que debemos vigilar
Este estudio demuestra que los nanoplásticos no solo contaminan el ambiente, sino que también pueden activar mecanismos peligrosos en bacterias patógenas. Al aumentar la expresión de genes tóxicos, estimular la formación de biopelículas y modificar su resistencia, los nanoplásticos se convierten en aliados accidentales de las infecciones.
Los autores destacan que es urgente investigar:
- Cómo controlar estas interacciones a nivel ambiental y clínico.
- Qué otros microorganismos se ven afectados.
- Cómo minimizar la liberación de nanoplásticos desde productos de uso cotidiano.
La contaminación por plásticos ya no es solo un problema ecológico: también es un desafío urgente para la salud pública.
- Nath, J., Banerjee, G., De, J., Dsouza, N., Sur, S., Scott, J. W., & Banerjee, P. (2025). Nanoplastics-mediated physiologic and genomic responses in pathogenic Escherichia coli O157:H7. Journal of Nanobiotechnology, 23(1), 304.