Los desechos que las abejas desechan en sus colmenas podrían brindar información valiosa sobre la salud pública de nuestras ciudades. En un estudio publicado esta semana en el periódico Microbioma ambiental, Los científicos compartieron un nuevo método para recopilar información microbiana del medio ambiente utilizando desechos de abejas. La identificación de gérmenes en una ciudad brinda a los investigadores una instantánea de la diversidad del microbioma de una ciudad, lo que podría conducir a mejores resultados de salud. La técnica también podría ayudar a vigilar las bacterias y los virus que causan enfermedades entre las abejas y los humanos.
Si bien no podemos ver los microorganismos, juegan un papel fundamental detrás de escena para dar forma a nuestra supervivencia. Por ejemplo, los microbios en el intestino humano ayuda a la digestiónayuda a mantener nuestro sistema inmunológico saludabley son la primera línea de defensa contra las bacterias “malas” que causan intoxicación alimentaria y otras infecciones. Típicamente, cuanto más diverso es el microbioma de una persona, mayor será su salud y bienestar. Una forma de aumentar dicha variedad es interactuando con el entorno exterior.
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“Mucho [microbes] son beneficiosas para la salud humana”, dice el autor principal del estudio elizabeth henaff
Hénaff y sus colegas sabían que querían crear mapas microbianos de diferentes ciudades para tener una mejor idea de la diversidad en cada área. Sin embargo, no estaban seguros de cuál era la mejor manera de avanzar. Una idea era tomar muestras de las narices, pero no sería práctico tomar muestras de todos en un área amplia y diversa. Los microbiomas urbanos también pueden diferir de un bloque a otro, lo que requiere un hisopado extenso. Otra opción era la vigilancia de las aguas residuales, pero los investigadores querían observar todo lo que entraba en contacto con los habitantes de las ciudades, no solo lo que digerían. Luego vino el ajá momento: podrían estudiar colmenas de abejas.
Porque las abejas interactúan constantemente con el medio ambiente cuando buscan néctar y, a menudo, transportan algunas bacterias, hongos y otros microorganismos de sus viajes cuando regresan a la colmena. “Mientras las abejas se alimentan, atraviesan todas estas nubes microbianas relacionadas con otros aspectos del entorno construido”, explica Hénaff. “Han atravesado la nube microbiana de un estanque, un cuerpo de agua y grupos de seres humanos si se encuentran en el mismo parque al que van”.
Los científicos utilizaron una técnica llamada secuenciación metagenómica para estudiar todos los genes encontrados en una sola muestra ambiental. Esto les permitió emparejar genes con diferentes especies microbianas relacionadas con la salud de la colmena y, a su vez, conocer el estado de salud de las abejas. Pero primero tenían que averiguar qué muestra debían recolectar de la colmena.
En un proyecto piloto en Brooklyn, Nueva York, los científicos trabajaron con apicultores locales. Tomaron muestras de hisopos de miel, propóleos (un material similar a la resina que se usa para cubrir el interior de las colmenas), desechos y cadáveres de abejas, cualquier cosa que pudiera proporcionar la mayor cantidad de información sobre los microorganismos.
Posteriormente, descubrieron que los microbios que se encuentran en la miel y el propóleos eran similares en todas las colmenas. “Las abejas son muy buenas para controlar el entorno microbiano de sus propias colmenas”, añade Hénaff. El único material que difería de colmena a colmena eran los desechos que quedaban en el fondo de la colmena, y esto se convirtió en la fuente que recogieron en la siguiente serie de experimentos.
Para perfilar los microbiomas urbanos, el equipo tomó muestras de desechos de 17 colmenas cuidadas de cuatro ciudades de todo el mundo: Sydney y Melbourne en Australia, Tokio y Venecia. El ADN extraído de los restos de abejas contenía material de diferentes fuentes, incluidas plantas, mamíferos, insectos, bacterias y hongos de la zona.
Cada ciudad tenía un perfil microbiano único que daba una idea de cómo es la vida allí. La única colmena Venecia utilizada en el estudio estaba llena de hongos que pudren la madera. Hénaff dice que los hallazgos tienen sentido ya que la mayoría de los edificios están construidos sobre pilotes de madera sumergidos. En Australia, las dos colmenas de Melbourne tenían grandes cantidades de ADN de eucalipto, mientras que la de Sydney reveló altos niveles de una bacteria llamada Gordonia polyisoprenivorans, que descompone el caucho. La docena de colmenas de Tokio mostraban indicios genéticos de loto y soja silvestre, una planta común que se encuentra en el este de Asia. También había altos niveles de una levadura de fermentación de salsa de soja llamado Zygosaccharomyces rouxii.
“Lo más interesante para mí fue que [the results] no se sintió como una métrica separada de todas las otras cosas que sabemos sobre estas ciudades y su cultura, pero en realidad se sintió como una pieza de rompecabezas que no sabíamos que existía y que encajaba en nuestra comprensión general de estas ciudades”, dice Hénaff.
Los escombros también fueron útiles para identificar microbios involucrados en la salud de las abejas. El equipo encontró tres especies microbianas de cultivos de abejas:Lactobacillus kunkeii, Saccharibacter sp. AM169y frishella era muy rara—junto con cinco especies relacionadas con la salud intestinal de los insectos. También se identificaron tres patógenos de abejas en las ciudades.
Luego, el estudio identificó los patógenos humanos que las abejas podrían detectar cuando se aventuran afuera. Los investigadores se centraron en la información de la colmena recopilada en Tokio porque tenía más colmenas que las otras ciudades y, por lo tanto, tenía más datos para la secuenciación del ADN. Detectaron dos bacterias: una que podría causar disentería bacilar y otra implicada en la fiebre por arañazo de gato. Luego tomaron el patógeno detrás de la fiebre por arañazo de gato, Rickettsia felisy reconstruyó el genoma. Hacerlo les permitió no solo confirmar que la especie estaba en la ciudad, sino que tenía las moléculas asociadas a las bacterias que le permitían propagar enfermedades.
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Perfilar el microbioma de diferentes ciudades puede ser una herramienta adicional para detectar patógenos potencialmente dañinos en humanos, dice Hénaff. También podría abrir nuevas formas de estudiar patógenos en el aire, un interés creciente desde la reciente llegada del SARS-CoV-2.
jay evans, un entomólogo investigador del Departamento de Agricultura de EE. UU. que no participó en el estudio, dice que el nuevo enfoque está “bien” y puede ayudar a identificar al menos los microorganismos que se encuentran en los entornos florales urbanos. Sin embargo, expresó reservas sobre la sobrevaloración de algunos resultados. Evans señala que se sabe que uno de los algoritmos de mapeo del genoma de especies utilizados en el estudio es “un poco codicioso”, ya que coincide con el mejor microorganismo disponible en este momento. Esto sugiere que algunas coincidencias genéticas con las bacterias pueden no ser las adecuadas, y que se necesitarían más pruebas para confirmar su presencia. Debido a que las abejas pueden recoger autoestopistas no vivos como los pesticidas, Evans también dice que sería bueno que los investigadores contrastaran estos resultados biológicos con estudios específicos de plaguicidas y cómo eso afecta los microbiomas de la colmena.