2026-04-17T12:21:59Zhttps://riubu.ubu.es/oai/requestoai:riubu.ubu.es:10259/108452025-09-10T10:03:42Zcom_10259_2699col_10259_2701
Monitorización de Virus y Resistencias a Antimicrobianos en Aguas Residuales como Estrategia para la Vigilancia en Salud Pública
Casado Martín, Lorena
Rodríguez Lázaro, David
Hernández Pérez, Marta
Universidad de Burgos. Departamento de Biotecnología y Ciencia de los Alimentos
Epidemiología Basada en Aguas Residuales
Virus
RT-qPCR
Resistencias a Antimicrobianos
Metagenómica
Wastewater-based Epidemiology
Antimicrobial Resistance
Metagenomics
A lo largo de la historia, han sido numerosas las epidemias y pandemias que han
amenazado la salud del ser humano. A pesar del sentimiento generalizado de su control, hoy en
día las enfermedades infecciosas siguen siendo una de las principales causas de muerte a nivel
mundial, poniendo en riesgo la salud pública. El conocimiento y control de éstas es crucial no
solo desde el punto de vista sanitario, sino también por su impacto económico y social. En los
últimos años, la preocupación por las infecciones víricas se ha acrecentado, debido a las
diferentes situaciones de emergencia generadas por estos patógenos. Una alternativa que
permite el seguimiento continuado e incluso predictivo de agentes infecciosos es la
epidemiología basada en aguas residuales. Esta aproximación se caracteriza por su capacidad
para monitorizar poblaciones, y no individuos aislados, tanto sintomáticos como asintomáticos,
de una manera no invasiva, anónima, económica y rápida. Sin embargo, la ausencia de una
metodología estándar dificulta la comparación entre estudios, por lo que caracterizar las
diferentes alternativas es importante para tener un mayor conocimiento y poder establecer un
protocolo global. Las infecciones entéricas y respiratorias de origen vírico tienen un gran impacto
en nuestra sociedad. Las primeras han sido monitorizadas históricamente en matrices
alimentarias, y las segundas clínicamente. Sin embargo, el estudio de sus agentes etiológicos
mediante aguas residuales es más reciente, especialmente para los segundos. Junto a las
infecciones víricas, la resistencia a antimicrobianos es otra de las grandes amenazas de la
medicina moderna con un importante impacto económico.
En esta tesis doctoral se abordan tres objetivos principales. En primer lugar, caracterizar
la metodología empleada, mediante el uso exhaustivo de controles, para avanzar en la búsqueda
de una metodología universal. En segundo lugar, evaluar la utilidad de la epidemiología basada
en aguas residuales a través del seguimiento de virus de interés para la salud pública, durante
cuatro años consecutivos en dos capitales de Castilla y León (España): Valladolid y Burgos. En
concreto, seis virus entéricos (norovirus pertenecientes a los genogrupos I y II, astrovirus
humano, rotavirus y virus de la hepatitis A y E) y cinco respiratorios (SARS-CoV-2, Virus
Respiratorio Sincitial A y B y Virus de la gripe A y B). Finalmente, se realizó un abordaje para la
identificación de la población bacteriana y los genes de resistencia a antibióticos presentes en
dichas poblaciones.
La metodología empleada para alcanzar los dos primeros objetivos consistió en la
concentración de los virus presentes en las muestras de agua residual, mediante una
precipitación con tricloruro de aluminio, y continuó con la extracción de los ácidos nucleicos para
finalizar con la cuantificación específica de los mismos por RT-qPCR. Para el estudio de la
población bacteriana y de los genes de resistencia a antimicrobianos se realizó un análisis
metagenómico en la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU).
Historically, several epidemics and pandemics have threatened human health. Despite
the general belief that they were under control, nowadays, infectious diseases continuous
being one of the main causes of death worldwide, setting public health at risk. Their
knowledge and control are crucial, not only from a clinical point of view, but also because
of their economic and social impact. Last years, the concern about viral infections has risen
because of the numerous emergence situations due to these pathogens. An alternative that
allows continuous, even predictive, monitoring of these microorganisms is wastewaterbased
epidemiology. This approach has been generally used to track the consumption of
illicit drugs or medicines, as well as for poliovirus detection. However, the use of this
approach has increased as can be used to detect the novel coronavirus, SARS-CoV-2, in
these types of matrixes. This tool is characterized by its ability to monitor population, not
isolated individuals, including symptomatic and non-symptomatic people, while being
non-invasive, anonymous, affordable and rapid. Nevertheless, the lack of a gold standard
methodology makes the inter-assay comparison still difficult. Consequently, the
characterization of different alternatives is necessary to gain knowledge and be able to
establish a universal protocol. Viral enteric and respiratory infections have a wide impact
on our society. The first has traditionally been monitored in food matrixes, while the
second clinically. However, the surveillance of these etiological agents in wastewater
samples is more recent, especially for respiratory viruses. Along with viral infections,
antimicrobial resistance is another important threat for modern medicine with a big
economic impact.
Three main objectives were addressed in this Ph.D. work. Firstly, the characterization
of the efficiency of the methodology assayed and the factors that can influence it via the
use of exhaustive controls, to foster the implementation of a universal protocol. Secondly,
the evaluation of the use of wastewater-based epidemiology for the surveillance of
different public health concern viruses, in two cities of Castilla y Leon (Spain), Valladolid
and Burgos. Specifically, six enteric (norovirus genogroups I and II, human astroviruses,
rotaviruses and hepatitis A and E viruses) and five respiratory viruses (SARS-CoV-2,
Respiratory Syncytial Virus A and B, and Influenza viruses A and B). Finally, a
characterization of the bacterial population and the antimicrobial resistance determinants
was performed by a metagenomic strategy.
2025-09-04T21:34:02Z
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2025
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
https://hdl.handle.net/10259/10845
10.36443/10259/10845
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
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