Leo RamosEl río Cotia, en la Região Metropolitana de São Paulo, tiene el peor nivel de contaminaciónLeo Ramos
Un nuevo tipo de test elaborado por un equipo de investigadores de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), en cooperación con colegas estadounidenses de la Universidad de Tennessee, reveló que algunos manantiales del estado de São Paulo contienen elevados niveles de compuestos estrogénicos, un tipo de contaminante que puede traer aparejados serios riesgos para el medio ambiente, para los animales y para la salud humana. El ensayo, basado en el uso de levaduras transgénicas luminescentes, demostró que la situación es peor en el río Cotia, un curso de agua de la Región Metropolitana de São Paulo usado para el abastecimiento de varias ciudades. En total el equipo examinó muestras de agua de cuatro manantiales –de los ríos Cotia, Atibaia y Sorocaba y de la represa Tanque Grande, ubicada en la localidad de Guarulhos–, y para ello contó también con la participación de técnicos de la Compañía Ambiental del Estado de São Paulo (Cetesb), dependiente de la Secretaría de Medio Ambiente de la gobernación paulista.
El análisis reveló que el 83% de las muestras presentaba actividad estrogénica, siendo que ocho de los 16 compuestos rastreados fueron encontrados en al menos una muestra. “Nuestra investigación encontró valores más elevados en los lugares sabidamente más contaminados por desagües domiciliarios”, afirma la toxicóloga Gisela Umbuzeiro, docente de la Facultad de Tecnología de la Unicamp, quien coordinó el trabajo. “No es una situación alarmante aún, pero requiere una acción inmediata de las autoridades tendiente a mejorar la situación del tratamiento de los desagües en el país”. Según la profesora, el bioensayo es sumamente sensible y puede tener una aplicación inmediata en el monitoreo de la calidad de las aguas a cargo de los organismos ambientales. “Este proyecto fue concebido con ese fin”, dice Umbuzeiro.
Los compuestos estrogénicos, también denominados interferentes endocrinos, pues tienen una actividad de desregulación de las glándulas endocrinas productoras de hormonas, preocupan a los científicos y a las autoridades sanitarias, en función de su rápida diseminación en las reservas de agua del planeta. Estudios revelan que, dependiendo del nivel de concentración en que se encuentran presentes en el agua, pueden provocar la feminización de peces y anfibios, generar anomalías sexuales en moluscos y reducir el índice de fertilidad de los osos polares, en el caso del hemisferio Norte.
Se sospecha también que la presencia de estos contaminantes en el agua destinada al consumo humano esté anticipando la primera menstruación de las niñas y reduciendo la cantidad de espermatozoides en los varones. Estos compuestos corresponden a un vasto grupo de hormonas, entre las cuales se encuentran las hormonas sexuales naturales femeninas estrona (E1), 17ß-estradiol (E2) y estriol (E3), el estrógeno sintético 17-alfa-etinilestradiol (EE2), usado en las pastillas anticonceptivas, y el bisfenol A, un compuesto industrial presente en la producción de diversos productos, tales como plásticos policarbonatos, resinas epoxi, fungicidas y algunos tipos especiales de papel.
El problema es que muchas de estas sustancias son eliminadas por la orina. También se convierten en contaminantes cuando se arrojan medicamentos al inodoro; por la orina de animales que han recibido hormonas y que la lluvia la transporta a través las redes de alcantarillado o lleva directamente hacia ríos y lagos, o incluso por su presencia en la pintura que reviste el casco de los barcos. Son compuestos de distintas fuentes difusas, que si no son removidas de las redes de desagües terminan contaminando ríos, lagos y reservorios de agua. “En general, los métodos convencionales de tratamiento de agua y desagües no son capaces de remover estos compuestos con la eficiencia deseada. En ese caso, pueden llegar al agua destinada al consumo humano”, afirma el profesor Wilson Jardim, encargado del Laboratorio de Química Ambiental del Instituto de Química de la Unicamp y coordinador de un proyecto sobre el tema que cuenta con el apoyo de la FAPESP.
Existen métodos de tratamiento de desagües eficientes destinados a la eliminación de estas hormonas, tales como los oxidativos avanzados y los que emplean ultrafiltración, pero no siempre se usan, debido a su elevado costo. El riesgo de contaminación es mayor en países con deficiencias en el servicio de saneamiento, tal como es el caso de Brasil, en donde en muchos lugares el tratamiento de desagües es inexistente.
La importancia del estudio realizado en Brasil radica en su carácter inédito. Luego de desarrollar la levadura bioluminescente, los investigadores de la Universidad de Tennessee pasaron a usarla en ensayos para detectar actividad estrogénica en ríos de Estados Unidos, como en el caso del Potomac, que baña la capital del país. Pero los resultados fueron negativos, pues la presencia de esos compuestos en los manantiales es pequeña allí. “La innovación de nuestro trabajo consistió en que, por primera vez, se aplicó en gran escala el test con las levaduras para monitorear la calidad de aguas brutas y tratadas, comparando los resultados con análisis químicos de compuestos estrogénicos. Esto nunca se había hecho antes”, dice Gisela, quien trabajó durante 22 años en la División de Toxicología, Genotoxicidad y Microbiología Ambiental de la Cetesb. Para emplear la levadura transgénica en Brasil, la empresa solicitó la autorización de la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad (CTNBio).
Tiago CirilloEl monitoreo futuro
En función de los buenos resultados obtenidos en el marco del proyecto, la compañía informó que pretende usar el test en sus actividades de monitoreo. “Estamos ajustando la metodología y tenemos interés en utilizarlo en el futuro en nuestro monitoreo de aguas superficiales y subterráneas”, afirmó Rúbia Kuno, actual gerente de la misma división de la Cetesb.
El test Blyes (sigla de bioluminescent yeast estrogen screen o ensayo con levadura bioluminescente para la detección de estrógeno), como así también la levadura transgénica empleada para monitorear la calidad de los manantiales paulistas, fue desarrollado por el equipo del microbiólogo John Sanseverino y la bióloga molecular Melanie Eldridge, del Centro de Biotecnología Ambiental de la Universidad de Tennessee, con quienes la investigadora brasileña está en contacto desde 2008. “Visité dos veces el laboratorio para aprender a realizar el ensayo. Mi alumna de maestría Ana Marcela Bergamasco, de la Facultad de Farmacia de la USP, también estuvo allá”, comenta Gisela. En 2010 se realizaron análisis de diversas muestras de agua en Estados Unidos. A comienzos de 2011 fue posible implementar el uso del ensayo en la Cetesb con un lote de levaduras donadas por los investigadores de Tennessee.
Para desarrollar el test, los científicos estadounidenses inicialmente tuvieron que efectuar alteraciones en el código genético de la levadura Saccharomyces cerevisiae, con el fin de que se volviera luminescente y capaz de detectar compuestos estrogénicos. En el laboratorio, el organismo recibió un gen que produce el receptor de estrógeno humano y un conjunto de genes involucrados en la producción de luz, extraídos de una bacteria luminescente. “La producción del linaje de las levaduras luminescentes tardó dos años. Quedó lista en 2005 y pasa por constantes perfeccionamientos”, dice la investigadora Melanie Eldridge.
El gen productor del receptor de estrógeno se encuentra siempre activo en la levadura, es decir, produce el receptor ininterrumpidamente. Cuando éste se une a los compuestos estrogénicos presentes en la muestra de agua testeada, el conjunto integrado por el receptor más los compuestos estrogénicos activa a los genes de la producción de luz y la levadura se vuelve luminescente. Para cuantificar esta luminescencia –que no es visible a simple vista–, los científicos se valen de aparato sumamente sensible denominado luminómetro. “La intensidad de la luz es proporcional a la cantidad de compuestos estrogénicos detectados”, explica Gisela. Esa medida de luz siempre se refiere a un compuesto patrón, tal como el E2. “Por eso decimos que una muestra contiene el equivalente a x nanogramos de E2 por litro.”
Alrededor de 400 muestras de agua extraídas de los ríos Sorocaba, Cotia y Atibaia y del reservorio Tanque Grande fueron analizadas por la Cetesb y la Unicamp, con el apoyo de Melanie. La bióloga norteamericana pasó tres meses en Brasil a comienzos de 2011 para ayudar en la implementación de uso del test y en la capacitación del grupo de investigación. Se extrajeron las muestras e inmediatamente después se las trasportó al laboratorio en cajas de poliexpán con hielo. Allí se las sometió a un procedimiento de extracción en fase sólida con el objetivo de que ganasen en concentración. Esta etapa es importante, ya que facilita la detección de los compuestos estrogénicos eventualmente presentes en el agua.
Las mismas muestras fueron sometidas a análisis químicos mediante el empleo de la técnica de cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masas, un método ya utilizado por algunas compañías de saneamiento para la detección de compuestos estrogénicos en el agua. Así los investigadores compararon los resultados del Blyes con los del análisis químico convencional.
“Arribamos a la conclusión de que nuestro test es sumamente eficiente, más fácil de usar y más barato. Una vez implantado, requiere tan sólo de algunos reactivos de bajo costo para la preparación del medio de cultivo de la levadura. Es necesaria una inversión inicial con el medidor de luz que no llega ni al 10% del valor de un cromatógrafo líquido, que cuesta entre 200 mil y 500 mil dólares. Aparte es más rápido, pues permite realizar centenas de muestras por mes. Una vez estandarizado, no se necesita mucha infraestructura para su operación”, dice Gisela. La sensibilidad es otra ventaja del Blyes. En el caso del EE2, que es un compuesto sumamente potente, el límite de cuantificación del método químico se estimó en 4,2 nanogramos por litro (ng/ litro), en tanto que el ensayo con las levaduras es capaz de detectar concentraciones de tan sólo 0,01 ng/ litro. En el caso del E2, el límite de cuantificación por análisis químico es de 1,8 ng/ litro ante 0,1 ng/ litro del Blyes. Este sistema no reemplaza a los análisis químicos, pero en los programas de monitoreo puede constituir una opción sumamente eficiente.
Los investigadores esperan que los resultados susciten el interés de las instituciones regulatorias vinculadas al medio ambiente y al saneamiento básico en lo que hace a la necesidad de definir normas y acciones correctivas en la gestión de los servicios de agua y alcantarillado. “Nuestro objetivo es suministrar un escenario de la contaminación de importantes manantiales de agua del estado y herramientas destinadas a la solución o mitigación del problema. Hay que cambiar la legislación para combatirlo”, destaca el profesor Wilson Jardim. En el futuro, este bioensayo con levaduras luminescentes podrá estar disponible para cualquier interesado. “Planeamos comercializar el test Blyes”, afirma Melanie. Estamos viendo cómo podríamos vender los linajes de manera tal que mucha gente –y no solamente científicos– pueda usarlos para testear sus muestras de agua.”
Los proyectos
1. Existencia y actividad estrogénica de interferentes endocrinos en agua para consumo humano y en manantiales del estado de São Paulo (nº 2007/58449-2); Modalidad Proyecto Temático; Coordinador Wilson de Figueiredo Jardim – Unicamp; Inversión R$ 349.285,93 y US$ 350.654,38 (FAPESP)
2. Implementación del test para la evaluación de la actividad endocrina en levaduras luminescentes Blyes y Blyas (nº 2010/17918-2); Modalidad Ayuda Regular a Proyecto de Investigación – Investigador Visitante; Coordinador Gisela Umbuzeiro – Unicamp; Inversión R$ 20.697,01 (FAPESP)
Artículos científicos
BERGAMASCO, A.M.D.D. et. al. Bioluminescent yeast estrogen assay (Blyes) as a sensitive tool to monitor surface and drinking water for estrogenicity. Journal of Environmental Monitoring. v. 13, p. 3288-93. 2011.
MONTAGNER, C. C.; JARDIM, W. F. Spatial and Seasonal Variations of Pharmaceuticals and Endocrine Disruptors in the Atibaia River, Sao Paulo State (Brazil). Journal of The Brazilian Chemical Society. v. 22, n. 8, p. 1.452-62. 2011.
