Biologia Molecular Mexico

El Plástico en Medicina y un Peligro Oculto

El plástico es omnipresente en nuestros hospitales y clínicas. Desde catéteres y suturas hasta implantes y mobiliario, su uso es fundamental en la atención médica moderna. Pero ¿qué pasaría si las bacterias que causan infecciones, especialmente las más problemáticas, pudieran no solo sobrevivir en estas superficies plásticas, sino también utilizarlas como alimento y, peor aún, volverse más virulentas en su presencia? Un estudio revelador publicado en la revista Cell Reports por Sophie A. Howard, Ronan R. McCarthy y un equipo de investigadores de la Universidad de Brunel en Londres, ha encendido las alarmas al demostrar precisamente esto: aislados clínicos de la oportunista y temida bacteria Pseudomonas aeruginosa pueden codificar enzimas capaces de degradar plásticos médicamente relevantes, y este proceso puede potenciar su capacidad de formar biopelículas, un factor clave en la persistencia y gravedad de las infecciones.

El Descubrimiento: Bacterias con “Apetito” por el Plástico Médico

Aunque ya se conocían bacterias ambientales capaces de degradar ciertos tipos de plástico, este estudio se centró en el entorno clínico. Los investigadores se preguntaron si las bacterias que habitualmente causan infecciones en hospitales podrían haber desarrollado también esta habilidad, dado el contacto constante con materiales plásticos.

Mediante un “minado” de genomas de patógenos prevalentes, el equipo identificó varias especies que codificaban enzimas con similitud a conocidas degradadoras de plástico. Se centraron en un aislado clínico de Pseudomonas aeruginosa (una bacteria notoria por causar infecciones difíciles de tratar, especialmente en pacientes hospitalizados o inmunocomprometidos) obtenida de una herida, la cepa PA-W23.

Los hallazgos fueron notables:

1. Enzima Novedosa Identificada: Descubrieron que P. aeruginosa PA-W23 codifica una novedosa enzima tipo poliésterasa, a la que llamaron Pap1 (Pathogen-associated polyesterase 1), responsable de la actividad degradadora de plástico.

2. Degradación Efectiva: Esta cepa clínica, utilizando Pap1, fue capaz de degradar significativamente el policaprolactona (PCL), un tipo de poliéster biodegradable y biocompatible usado comúnmente en suturas, apósitos para heridas, andamios para ingeniería de tejidos e implantes médicos. En 7 días, PA-W23 degradó el 78% del PCL.

3. El Plástico como Fuente de Carbono: Aún más preocupante, demostraron que P. aeruginosa PA-W23 puede utilizar el PCL como su única fuente de carbono para crecer. Esto significa que la bacteria puede, literalmente, “alimentarse” del plástico para sobrevivir y proliferar, especialmente en entornos donde otros nutrientes podrían ser escasos.

El Doble Golpe: Plástico, Biopelículas y Virulencia Aumentada

La capacidad de degradar plástico no solo ofrece a estas bacterias una fuente de sustento, sino que también parece influir directamente en sus factores de virulencia, especialmente la formación de biopelículas (biofilms). Las biopelículas son comunidades de bacterias adheridas a una superficie y envueltas en una matriz protectora que las hace extremadamente resistentes a los antibióticos y a las defensas del sistema inmunitario.

El estudio reveló que:

• La presencia de PCL aumenta significativamente la formación de biopelículas por parte de P. aeruginosa PA-W23.
• Esta mayor formación de biopelículas es dependiente de la enzima Pap1. Cuando el gen pap1 se eliminó, la capacidad de la bacteria para aumentar la formación de biopelículas en presencia de PCL se perdió.
• Los investigadores sugieren que los monómeros resultantes de la degradación del PCL (como el ácido 6-hidroxihexanoico) podrían ser directamente incorporados en la matriz de la biopelícula, haciéndola más robusta.

Este aumento en la formación de biopelículas, un factor de virulencia crucial, sugiere que la capacidad de degradar plástico podría hacer que las infecciones asociadas a dispositivos médicos sean aún más difíciles de erradicar. De hecho, en un modelo de infección en larvas de Galleria mellonella (un organismo comúnmente usado para estudiar la virulencia bacteriana), P. aeruginosa PA-W23 mostró una mayor patogenicidad cuando había un implante de PCL presente.

Implicaciones y Preocupaciones para la Salud Pública:

Los hallazgos de este estudio tienen implicaciones directas y potencialmente graves para la atención sanitaria:

1. Fallo de Dispositivos Médicos: La degradación de plásticos por bacterias patógenas podría comprometer la integridad estructural de dispositivos médicos como suturas, catéteres o implantes, llevando a su fallo prematuro.
2. Reservorios de Patógenos: Las superficies plásticas en hospitales podrían no ser solo superficies inertes, sino potenciales “fuentes de alimento” que permiten a patógenos peligrosos persistir durante más tiempo, creando nichos protectores.
3. Infecciones Más Severas y Persistentes: Si las bacterias pueden usar el plástico para formar biopelículas más fuertes, las infecciones asociadas a estos materiales serán aún más difíciles de tratar y podrían volverse crónicas con mayor facilidad.
4. Necesidad de Nuevas Estrategias:
   • Se debería considerar la detección rutinaria de la capacidad de degradación de plásticos en bacterias nosocomiales (adquiridas en hospitales).
   • El diseño de futuros dispositivos médicos podría necesitar incorporar materiales más resistentes a esta degradación o incluir agentes antimicrobianos.

Conclusión: Un Nuevo Nivel de Interacción entre Patógenos y Plásticos

Este trabajo pionero de Howard, McCarthy y su equipo desvela una interacción preocupante y hasta ahora poco explorada entre bacterias patógenas y los plásticos que son fundamentales en la medicina moderna. La capacidad de una bacteria clínica como Pseudomonas aeruginosa no solo de degradar, sino de utilizar como nutriente un plástico médico, y que esto potencie su virulencia, añade una nueva dimensión a los desafíos que enfrentamos en la lucha contra las infecciones asociadas a la atención sanitaria. Es un llamado urgente a investigar más a fondo este fenómeno y a reconsiderar la forma en que seleccionamos y utilizamos los materiales plásticos en entornos médicos para garantizar la seguridad del paciente. Quizá el lado positivo sería poder hacer ingeniería con estas enzimas y poder diseñar modos seguros para degradar plásticos, pero queda un largo camino por recorrer.

Referencia del Artículo:

Howard, S. A., de Dios, R., Maslova, E., Myridakis, A., Miller, T. H., & McCarthy, R. R. (2025). Pseudomonas aeruginosa clinical isolates can encode plastic-degrading enzymes that allow survival on plastic and augment biofilm formation. Cell Reports, Article in Press, 115650. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115650