En las últimas décadas, los contaminantes emergentes, incluyendo productos
farmacéuticos y de cuidado personal, han aumentado alarmantemente en fuentes de agua,
representando una creciente amenaza para el ecosistema y la salud humana debido a su
alta toxicidad aguda y crónica (Montenegro, 2023). La detección y acumulación de
medicamentos como el diclofenaco en el medio ambiente y cuerpos de agua ha generado
preocupación, ya que este fármaco persiste en las aguas residuales y desafía los métodos
convencionales de tratamiento debido a su alta toxicidad y baja tasa de degradación
(Parra, 2023). La biorremediación emerge como una solución efectiva, utilizando
comunidades microbianas nativas para degradar estos compuestos (Can, 2021).
La metagenómica, que permite explorar el ADN directamente de muestras ambientales,
es una herramienta versátil para caracterizar consorcios microbianos, facilitando la
comprensión de la diversidad microbiana y sus capacidades funcionales para degradar
contaminantes químicos (Hernández-León et al., 2010). Este análisis se realiza mediante
la extracción y secuenciación de ADN de muestras, seguido por el análisis bioinformático
utilizando herramientas como Galaxy, que permiten procesar y analizar los datos
genómicos de manera accesible y rápida (Ramírez & Rosalvina, 2023; Correa et al.,
2022).
En el caso del diclofenaco, se han identificado microorganismos como Pseudomonas
aeruginosa y Alcaligenes aquatilis, que pueden utilizar altas concentraciones de este
fármaco como fuente de carbono, logrando degradaciones significativas (Mohamed,
2023). Este estudio se enfoca en la importancia de la metagenómica para la
caracterización de consorcios microbianos en la degradación del diclofenaco,
proponiendo un protocolo específico para su eliminación utilizando consorcios
microbianos tanto de un solo dominio como multidominio.
La solución del caso, incluye, la recopilación bibliográfica de temas de interés como
definición de consorcios, tipos de consorcios, metagenómica; así como el planteamiento
de metodologías para la recolección de muestras ambientales como fuente de inóculo
microbiano, la extracción y secuenciación de ADN, análisis de calidad del ADN extraído,
seguido de técnicas de secuenciación y análisis bioinformático. Adicionalmente, la
propuesta experimental detalla los ensayos de degradación, especificando las condiciones
de cultivo y los consorcios microbianos a utilizar. Esta investigación contribuye a la búsqueda de soluciones efectivas para la degradación
de contaminantes emergentes enfocados en el diclofenaco, destacando el potencial de la
biorremediación y el análisis metagenómico en la protección del medio ambiente y la
salud pública.In recent decades, emerging contaminants, including pharmaceuticals and personal care
products, have increased alarmingly, representing a growing threat to the ecosystem and
human health due to their high acute and chronic toxicity (Montenegro, 2023). The
detection and accumulation of drugs such as diclofenac in the environment and water
bodies has raised concern, as this drug persists in wastewater and challenges conventional
treatment methods due to its high toxicity and low degradation rate (Parra, 2023).
Bioremediation emerges as an effective solution, using native microbial communities to
degrade these compounds (Can, 2021). Metagenomics, which allows DNA to be explored
directly from environmental samples, is a versatile tool to characterize microbial
consortia, facilitating the understanding of microbial diversity and their functional
abilities to degrade chemical contaminants (Hernández-León et al., 2010). This analysis
is carried out by extracting and sequencing DNA from samples, followed by
bioinformatic analysis using tools such as Galaxy and KBase, which allow genomic data
to be processed and analyzed in an accessible way (Ramírez & Rosalvina, 2023; Correa
et al., 2022). In the case of diclofenac, microorganisms such as Pseudomonas aeruginosa
and Alcaligenes aquatilis have been identified, which can use high concentrations of this
drug as a carbon source, achieving significant degradation (Mohamed, 2023). This study
focuses on the importance of metagenomics for the characterization of microbial
consortia in the degradation of diclofenac, proposing a specific protocol for its
elimination using both single-domain and multi-domain microbial consortia. The
methodology includes the collection of environmental samples, DNA extraction and
sequencing, and quality analysis of the extracted DNA, followed by sequencing
techniques and bioinformatic analysis. The experimental proposal details the degradation
tests, specifying the culture conditions and the microbial consortia to be used. This
research contributes to the search for effective solutions for the degradation of emerging
contaminants, highlighting the potential of bioremediation and metagenomic analysis in
protecting the environment and public health
