Caracterización del Biofouling formado en membranas de ósmosis inversa presentes en sistemas de tratamiento de agua para uso en hemodiálisis.

Abstract

La enfermedad renal crónica es una enfermedad de impacto mundial que ha ido en aumento en las últimas décadas. El tratamiento principal para esta enfermedad es la hemodiálisis (HD). Los pacientes que cursan con hemodiálisis están expuestos a una alta cantidad de agua de forma intravenosa (120 L aproximadamente) en una sola sesión de HD, lo cual puede implicar una fuente de contaminación bacteriana importante si el agua no tiene las condiciones microbiológicas adecuadas. Es por esta razón que toda Unidad de HD cuenta con un sistema de tratamiento de agua el cual consta de membranas de ósmosis inversa (OI) para poder remover en un 99% las bacterias presentes en el agua que se desea filtrar para obtener un agua ultra pura y de calidad. Dichas membranas de ósmosis inversa sufren ensuciamiento biológico (biofouling) que es el proceso de interface sólido-líquido mediante el cual las bacterias se depositan, adhieren y proliferan en la membrana, formando una biopelícula lo cual puede generar obstrucción y daño en la membrana, permitiendo el traspaso de bacterias y/o componentes celulares (Ej: endotoxinas), potencialmente dañinos para la salud de pacientes sometidos a este tratamiento. El objetivo general de este trabajo fue caracterizar bacterias presentes en el agua y membranas de ósmosis inversa presentes en sistemas de tratamiento de agua para uso en hemodiálisis de Centros de Atención de Salud en Chile. Para esto se realizó una caracterización molecular de las comunidades bacterianas encontradas en muestras de membranas de OI, agua de alimentación y agua tratada, mediante Electroforesis en Gel con Gradiente Denaturante (DGGE) y metagenómica. Se visualizó la formación de biopelículas adheridas a membranas de OI mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y se realizó caracterización metabólica de comunidades bacterianas en muestras de membrana de OI y agua mediante kit BIOLOG EcoPlate™. Se aislaron bacterias provenientes de muestras de agua obtenidas antes y después del proceso de OI y en membranas de OI, se realizó recuento total de bacterias heterótrofas en dichas muestras, se realizaron ensayos de susceptibilidad antimicrobiana de los aislados para detectar la posible existencia de bacteria multirresistente a antibióticos y se realizó identificación molecular de las cepas aisladas mediante secuenciación por método de Sanger. Finalmente se evaluó la presencia de endotoxinas mediante Prueba de Lisados de Amebocitos de Limulus (LAL) en agua osmosada o tratada. En ambos Centros de Diálisis estudiados, se aislaron 29 cepas bacterianas diferentes, correspondientes a los géneros Pseudomonas, Stenotrophomonas, Agrobacterium, Pigmentiphaga, Ralstonia, Arthrobacter, Bacteroides y Staphylococcus. Los análisis de los perfiles metabólicos de las comunidades bacterianas presentes en muestras de membranas de OI indicaron que las comunidades bacterianas presentes en las membranas OI del Centro de Diálisis de la Región de Valparaíso tienen mayores competencias metabólicas para oxidar las fuentes de carbono que comprende el kit Biolog Ecoplate, en comparación con las comunidades bacterianas presentes en el Centro de Diálisis de la Región del Bio-Bío. En ambos Centros de Diálisis se encontró una biodiversidad específica de especies normal para este tipo de muestras. Los análisis moleculares de metagenómica demostraron que los principales phyla encontrados en ambos Centros de Diálisis fueron: Proteobacteria Planctomycetes, Acidobacteria, Firmicutes, Actinobacteria y Bacteroidetes, teniendo mayor abundancia relativa, en ambos Centros de Diálisis, el grupo Proteobacteria. Mediante Microscopía electrónica se detectó la presencia de biopelículas bacterianas en membranas de ósmosis inversa en ambos Centros de Diálisis estudiados. Se determinó la presencia endotoxinas bacterianas en agua osmosada para uso en hemodiálisis en ambos Centros de Diálisis estudiados. La concentración de estas endotoxinas fue inferior a 0,25 UE/mL lo cual indica que ambos Centros de Diálisis estudiados cumplen con la normativa del Ministerio de Salud de Chile (MINSAL) para el agua tratada. La contribución de este estudio fue proporcionar evidencia científica sobre los posibles patógenos presentes en los Centros de Diálisis en Chile y, por lo tanto, contribuir con información para la prevención de posibles brotes bacterianos y resguardar de esta manera la salud del paciente que cursa HD.