Degradación de naproxeno y carbamazepina por tratamientos microbiológicos

Abstract

En este estudio se ha analizado el proceso de degradación de los fármacos naproxeno (antiinflamatorios no esteroideo) y carbamazepina (anticonvulsionante) mediante procesos microbianos (consorcio microbiano E2E5 y la Proteobacteria C17). Se ha realizado un experimento preliminar para la obtención de un consorcio microbiano, con capacidad de crecer ante estos fármacos como única fuente de carbono, a partir de algunas muestras de agua (1, 2 y 3) de distintos enclaves de la depuradora Arroyo de la Vega. Las mayores densidades microbianas se obtuvieron a partir de la muestra de agua 2 (agua de la salida de la planta, que ha sido sometida a tratamiento secundario y descarga al Arroyo de la Vega). También se consiguieron aislar colonias de bacterias de cada una de las muestras de agua y se seleccionó la que mayor densidad bacteriana mostró, la colonia C17, aún en proceso de identificación. Esta cepa fue obtenida también a partir del agua 2. Se realizó un segundo experimento para confirmar la capacidad degradadora de los fármacos (naproxeno y carbamazepina) con consorcio E2E5, consiguiendo porcentajes de eliminación de un 77% para el naproxeno, y un 29% para la carbamazepina. Por último, se diseñó un experimento con 6 factores (carbamazepina, naproxeno, tipo de microorganismo, concentración de microorganismo, concentración del fármaco y adición de glucosa,) y Resolución Tipo V, con el objetivo de ver la influencia de distintos parámetros (tasa de crecimiento microbiano, densidades ópticas máximas alcanzadas, respiración, incremento de la población, % de eliminación de los fármacos, toxicidad) y optimizar el proceso. Los resultados obtenidos nos mostraron que las tasas de crecimiento mayores se alcanzaron con el consorcio E2E5 y con las concentraciones de inóculo bajas. Sin embargo, las densidades máximas alcanzadas y los valores de respiración (producción de CO2) mostraron valores significativamente mayores con la colonia C17. Con respecto a los incrementos de las poblaciones, los resultados indicaron que los mayores valores se alcanzaron con el naproxeno, con la adición de glucosa y con la colonia C17. Sin embargo, el porcentaje de eliminación de los fármacos sólo presentó diferencias significativas dependiendo del tipo de fármaco utilizado. Los tratamientos únicamente con naproxeno fueron los que mostraron los porcentajes de eliminación significativamente mayores (80 %) que los obtenidos con carbamazepina y mezcla (< 40 %). Los valores de toxicidad no mostraron diferencias significativas con ningún tratamiento porque los valores fueron altos y constantes durante los 16 días de incubación. Sólo el experimento con naproxeno y la colonia C17 redujo en un 40% la toxicidad inicial. A partir de técnicas moleculares identificamos el hongo Lecanicillium lecanii dentro del consorcio E2E5 como posible degradador de los fármacos. La evolución del consorcio E2E5 en cada uno de los tratamientos se estudió con la técnica DGGE. Las bandas obtenidas se evaluaron mediante un análisis de conglomerados por el método UPGMA. En general los tratamientos con mezcla de fármacos mostraron una diversidad diferente al resto de los tratamientos con un solo fármaco, pero similar a los tratamientos sin fármacos, lo que sugiere que la adaptación y capacidad de degradación es menor en la mezcla. Mediante técnicas moleculares se han localizado filogenéticamente algunos microorganismos que aun no han sido identificados..Con la colonia C17 sólo se llegó a una identificación preliminar como proteo-bacterias. Todas las bandas obtenidas en el DGGE están siendo analizadas a través de técnicas de clonación que aún no han sido finalizadas. Si se identificó el hongo de la especie Lecanicillium Lecanii. Sin duda, la identificación de este último género es un resultado muy importante, ya que son pocos los estudios que hayan relacionado a Lecanicillium con procesos de biodegradación. Sin embargo, no se ha conseguido reducir la toxicidad del medio y se han formado especies intermedias, tanto en los tratamientos con naproxeno como con glucosa, con una toxicidad similar al fármaco inicial.