Científica de la UCA participa en estudio del CSIC que confirma el impacto de la degradación de las mascarillas quirúrgicas en el pez cebra 24 febrero 2022
Se trata de un organismo modelo para estudiar todo tipo de respuestas biológicas, incluso del ser humano. Por tanto, estos resultados sugieren que estos productos pueden condicionar el funcionamiento de poblaciones de distintas especies
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM) y con la colaboración de la investigadora Pilar Yeste, del departamento de Ciencias de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica y del grupo Química de Sólidos y Catálisis de la Universidad de Cádiz (UCA), publica en Journal of Hazardous Materials los resultados de un estudio acerca de las mascarillas quirúrgicas como fuente de contaminación en los ecosistemas acuáticos y en los organismos que los habitan, en concreto, en el pez cebra (Danio rerio), organismo modelo.
El estudio ha permitido identificar diferentes procesos en pez cebra que se ven afectados significativamente por los productos de degradación de las mascarillas, entre los que destaca el proceso de reproducción. Desde la Universidad de Cádiz se han encargado de la caracterización de las mascarillas propias y en los diferentes medios.
“Los equipos de protección individual, como las mascarillas, son fundamentales para frenar y contener la pandemia de la COVID-19, por lo que su consumo ha aumentado exponencialmente con la generación de un elevado volumen de residuos, en muchas ocasiones mal gestionados, lo que deriva en que alcancen compartimentos ambientales tanto terrestres como acuáticos”, explican desde el grupo Inmunología y Genómica del IIM.
En este contexto, el grupo diseñó un estudio con un enfoque transcriptómico empleando el análisis RNA-Seq que pone el foco en los efectos de las mascarillas quirúrgicas en ecosistemas acuáticos y organismos que las habitan.
“Las mascarillas quirúrgicas son de uso diario y están compuestas, fundamentalmente, de un tejido de microfibras de distintos polímeros plásticos, aditivos orgánicos e inorgánicos. En el medio ambiente, donde se degradan, pueden ser una fuente de microfibras y dejar su correspondiente huella química en sistemas acuáticos. Por ello, hay que prestar atención a esta cuestión”, indica Marta Sendra.
El estudio se realizó con mascarillas comerciales fabricadas en China adquiridas en una farmacia local y con 240 ejemplares de larvas de peces cebra criados bajo protocolos establecidos, en los laboratorios del IIM. Se acometió con dos grandes objetivos. El primero, caracterizar la composición de compuestos orgánicos e inorgánicos de las mascarillas e indagar en su comportamiento en agua dulce, así como en los compuestos que liberan en una etapa de degradación inicial y otra avanzada después de una semana.
“Para la degradación inicial se emplearon trozos cuadrados de 2 mm y para la avanzada se molieron dichos trozos con el fin de alcanzar una mayor fragmentación. Dichos fragmentos se mantuvieron de forma independiente en agua dulce durante una semana con una exposición diaria de luz UVC ocho horas para su degradación”, explica Marta Sendra, quien añade que “los análisis del agua revelaron que hubo una pequeña liberación de hierro, cobre y zinc y otra de tres compuestos orgánicos fruto de la degradación de la mascarilla”.
El segundo objetivo, tomando como objeto al pez cebra, organismo modelo, fue analizar los efectos de su degradación en especies marinas. Para ello, a través de experimentos de exposición, estudiaron los genes expresados en los animales expuestos a los productos de degradación.
“Los ejemplares de pez cebra se expusieron durante diez días a control, tratamiento con trozos de mascarilla y agua de su degradación inicial; tratamiento con trozos de mascarilla y agua de su degradación avanzada y solo agua proveniente de degradación avanzada”, explica Antonio Figueras.
Los resultados revelaron que los tratamientos con mascarillas, ya sea con fragmentos de distinto tamaño o sólo con agua, afectaron a genes del pez cebra relacionados con su reproducción. Los efectos más acusados se observaron, en primer lugar, en los expuestos a trozos muy degradados y agua procedente de mascarillas muy degradadas; en segundo lugar, en los expuestos a trozos inicialmente degradados con agua proveniente de mascarillas poco degradadas y por último sólo con agua en que había estado en contacto con mascarillas enteras.
“Si se les aplica un tratamiento con mascarillas altamente degradadas, se ven afectados 40 genes del pez cebra relacionados con tres fases de su reproducción: desarrollo de gametos, reconocimiento esperma-óvulo y fertilización”, destaca Marta Sendra.
“Los resultados sugieren que los procesos biológicos afectados por los fragmentos de mascarillas quirurgicas no solo podrían ocurrir a nivel individual sino también a nivel de población a través de problemas reproductivos y de fertilidad. Sin embargo, estos efectos dependerán del grado de degradación de las mascarillas quirúrgicas”, concluyen desde el CSIC.
Implicación genética
El grupo Inmunología y Genómica del IIM, en colaboración con la Universidad de Cádiz, ha observado que las mascarillas quirúrgicas fragmentadas y degradadas por la acción de la radiación ultravioleta afectan a genes relacionados con la reproducción del pez cebra. Fueron identificados hasta 40 genes relacionados con la reproducción, así como a otros procesos biológicos relacionados con la respuesta inmune y procesos metabólicos.
El pez cebra es una especie modelo para estudiar todo tipo de respuestas biológicas, incluso del ser humano. Por tanto, estos resultados sugieren que estos productos de degradación pueden condicionar el funcionamiento de poblaciones de distintas especies y al ser humano y afectar, por consiguiente, al ecosistema.
El estudio también aborda el comportamiento en agua dulce de las mascarillas quirúrgicas, así como los compuestos que liberan en una etapa de degradación inicial y otra avanzada. Los resultados indican que pueden dejar una huella química en los ecosistemas acuáticos mediante la liberación de productos en su degradación.
A raíz de la COVID-19, el grupo Inmunología y Genómica está desarrollando parte de sus investigaciones acerca de cuestiones relacionadas con la pandemia. Entre sus resultados, cabe citar la secuenciación y monitorización del virus SARS-CoV-2 y sus variantes en muestras de aguas residuales, así como su relación con el microbioma de pacientes con la enfermedad.
Referencia:
Marta Sendra, Patricia Pereiro, María Pilar Yeste, Beatriz Novoa, Antonio Figueras (2022). Surgical face masks as a source of emergent pollutants in aquatic systems: Analysis of their degradation product effects in Danio rerio through RNA-Seq., Journal of Hazardous Materials, Volume 428,
Fuente: CSIC