Mejorando el monitoreo y la evaluación del riesgo ambiental de los productos farmacéuticos, la resistencia a los antimicrobianos y los patógenos desde los entornos terrestres hasta los acuáticos (Pharm-ERA)

Tanto los productos farmacéuticos (PhACs) como los contaminantes microbiológicos contribuyen al desarrollo y la dispersión de resistencias a los antimicrobianos y patógenos en los entornos terrestres y acuáticos, generando efectos adversos y riesgos para la biodiversidad y la salud de los ecosistemas. Esto puede tener enormes repercusiones en la salud humana y animal, como se indica en el enfoque ‘One Health’ de la Organización Mundial de la Salud, que reconoce que la salud humana está estrechamente conectada con la salud animal y nuestro entorno compartido.

Aunque invisibles a simple vista, las comunidades microbianas terrestres y acuáticas albergan una gran abundancia y una enorme diversidad taxonómica y funcional, proporcionando una amplia gama de funciones y servicios ecológicos. Estas funciones y servicios incluyen la producción primaria, la degradación de la materia orgánica, el reciclaje de nutrientes, la fertilización del suelo y la disipación de contaminantes, entre otros, los cuales son esenciales para el correcto funcionamiento de los ecosistemas y, en consecuencia, para el bienestar y la salud de los humanos y los animales. Además, una alta diversidad microbiana puede actuar como barrera contra la invasión de microorganismos resistentes a los antimicrobianos y patógenos en el medio ambiente. Proteger la salud de los ecosistemas de los productos farmacéuticos, sus productos de transformación, la resistencia a los antimicrobianos y los patógenos requiere estrategias de monitoreo eficientes y una adecuada evaluación del riesgo ambiental para preservar la diversidad y las funciones microbianas en los entornos terrestres y acuáticos. Esto es necesario, por ejemplo, para cumplir con la Directiva Marco del Agua de la UE, que exige la priorización de contaminantes químicos y microbiológicos emergentes, y es imperativo para contribuir a la consecución de varios Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas.

Objectivos de Pharm-ERA

Pharm-ERA persigue tres objetivos de investigación principales interconectados, estructurados en cuatro paquetes de trabajo (WPs):

• Objetivo de investigación 1: Evaluar y predecir el destino de los productos farmacéuticos y sus productos de transformación a lo largo del continuo suelo-agua-sedimento mediante herramientas in silico y enfoques innovadores en química ambiental y analítica [WP3].
• Objetivo de investigación 2: Investigar los efectos ecotoxicológicos [WP4] y los riesgos ambientales [WP5] de los productos farmacéuticos y sus productos de transformación en los ecosistemas terrestres y acuáticos, teniendo en cuenta los efectos en diferentes niveles de organización biológica, desde respuestas moleculares tempranas hasta efectos en comunidades microbianas.
• Objetivo de investigación 3: Determinar los principales factores que impulsan el establecimiento y la diseminación de la resistencia a los antimicrobianos y los patógenos a lo largo del continuo suelo-agua-sedimento, con un enfoque específico en el papel de la diversidad microbiana, el continuo ambiental (entre compartimentos conectados), la contaminación farmacéutica y diversos factores ambientales (por ejemplo, el tipo de sustrato colonizado por microorganismos acuáticos, el contenido de materia orgánica en el suelo y los sedimentos, etc.) [WP6].

El objetivo operativo es impulsar el desarrollo racional y la implementación de herramientas y métodos operacionales de Pharm-ERA a nivel de la UE para mejorar el monitoreo y la evaluación del riesgo ambiental tanto a priori como a posteriori de los productos farmacéuticos, la resistencia a los antimicrobianos y los patógenos, así como para preservar la diversidad y las funciones microbianas en los entornos terrestres y acuáticos.

Red doctoral Pharm-ERA

Pharm-ERA abordará este desafío superando la falta de programas de formación doctoral adecuados, que suelen ser monodisciplinarios, monosectoriales y/o centrados únicamente en un compartimento ambiental. Implementaremos así un programa de formación de alto nivel que involucra a científicos e instituciones líderes a nivel mundial con gran experiencia en proyectos europeos previos, expertos internacionalmente reconocidos de diversas estructuras públicas y privadas no académicas, así como gestores ambientales y responsables políticos.

Diferentes métodos se adaptarán a los 10 proyectos de doctorado para alcanzar los objetivos de investigación: (1) Métodos analíticos de vanguardia en química ambiental con el desarrollo de análisis de productos de transformación mediante espectrometría de masas de alta resolución; (2) Enfoques multi-ómicos innovadores que combinan metagenómica, transcriptómica y metabolómica; (3) Experimentos en mesocosmos para establecer relaciones causa-efecto en condiciones controladas e identificar respuestas microbianas específicas a la exposición farmacéutica; (4) Estudios de campo para aplicar, probar y validar los métodos in situ, y (5) Métodos de modelización actualizados para simular el destino y los efectos de productos de transformación desconocidos.

Estos métodos se aplicarán en los paquetes de trabajo de investigación interconectados.