Las ciudades concentran una gran diversidad de exposiciones ambientales, sociales y relacionadas con los estilos de vida que pueden influir en la salud. Contaminantes químicos, microorganismos y genes de resistencia a los antibióticos forman parte de este entorno complejo y pueden variar considerablemente incluso entre barrios de una misma ciudad. Comprender esta variabilidad y determinar hasta qué punto se traduce en diferencias en la exposición de las personas es uno de los grandes retos de la investigación actual sobre el exposoma.
Las aguas residuales ofrecen una oportunidad especialmente interesante para estudiar este fenómeno. Cada muestra recoge de forma agregada las aportaciones de cientos o miles de personas y puede proporcionar una fotografía de las características químicas y biológicas de una comunidad. Esta aproximación, conocida como epidemiología basada en aguas residuales (Wastewater-Based Epidemiology, WBE), permite estudiar poblaciones de manera anónima, repetida y a diferentes escalas espaciales, complementando la información proporcionada por los estudios epidemiológicos y de biomonitorización humana tradicionales.
En este contexto surge EXPOWASTE – “Integrating human biomonitoring and wastewater-based epidemiology to assess exposure to harmful chemicals and biological agents”, un proyecto coordinado por ICRA-CERCA que integra dos subproyectos complementarios: uno liderado por ICRA-CERCA y otro liderado por el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC). El proyecto cuenta también con la participación de Dipsalut, el Organismo de Salud Pública de la Diputación de Girona, que aporta su experiencia en salud pública y ambiental y facilita la conexión del proyecto con la población de Girona.
EXPOWASTE está financiado en el marco de la convocatoria 2022 de Proyectos de Generación de Conocimiento, por MCIN/AEI y FEDER, Unión Europea, y combina la experiencia de los distintos equipos en microbiología ambiental, resistencia a los antimicrobianos, química analítica, exposómica, biomonitorización humana y salud pública.
Uno de los puntos de partida científicos del proyecto es el estudio del microbioma, el resistoma y el moviloma de las aguas residuales de diferentes barrios de Girona. Los resultados obtenidos muestran que la señal microbiológica de las aguas residuales no es homogénea dentro de la ciudad: la composición de las comunidades bacterianas, los genes de resistencia a los antimicrobianos y los elementos genéticos móviles pueden presentar diferencias entre zonas urbanas con características socioeconómicas distintas.
Esta observación plantea, sin embargo, una pregunta fundamental: ¿hasta qué punto lo que detectamos en las aguas residuales representa realmente las características y exposiciones de las personas que viven en ese territorio?
Responder a esta pregunta es uno de los retos centrales de EXPOWASTE. El proyecto pretende ir más allá de describir diferencias entre barrios y conectar directamente la señal ambiental con información obtenida de las personas que contribuyen a esas aguas residuales.
Para ello, EXPOWASTE se articula en torno a Girostudi, una cohorte poblacional desarrollada en la demarcación de Girona que proporciona información individual sobre características sociodemográficas, estilos de vida, salud y exposiciones ambientales. Esta infraestructura permite dar continuidad a los estudios iniciales realizados en aguas residuales y plantea un diseño especialmente innovador: analizar de forma emparejada muestras humanas y muestras de aguas residuales procedentes de las mismas comunidades.
Esta aproximación permitirá comparar dos niveles de información que habitualmente se estudian por separado. Por un lado, las aguas residuales proporcionan una señal integrada de toda una comunidad; por otro, las muestras humanas y la información de Girostudi permiten caracterizar la exposición y las características biológicas a escala individual. La comparación entre ambos niveles permitirá investigar qué marcadores detectados en las aguas residuales son capaces de reproducir los patrones observados en las personas.
El proyecto aborda esta cuestión desde dos perspectivas complementarias. El subproyecto liderado por ICRA-CERCA se centra especialmente en los componentes biológicos, incluyendo el microbioma, el resistoma y otros marcadores microbiológicos, mientras que el subproyecto liderado por IDAEA-CSIC estudia el exposoma químico mediante técnicas avanzadas de espectrometría de masas. La integración de ambas perspectivas permitirá explorar conjuntamente exposiciones químicas y biológicas y estudiar su relación con factores ambientales, sociales y de estilo de vida.
EXPOWASTE se encuentra actualmente en una fase decisiva. Las muestras ambientales obtenidas en la red de saneamiento de Girona ya están siendo analizadas y el proyecto avanza en la obtención de las muestras humanas seleccionadas a partir de Girostudi. La disponibilidad de estas dos fuentes de información permitirá abordar el siguiente gran paso del proyecto: la comparación directa entre la señal medida en las aguas residuales y las características de las personas de las mismas comunidades.
El objetivo final es determinar hasta qué punto las aguas residuales pueden actuar como un sensor colectivo del exposoma y de la salud de las poblaciones urbanas. Si determinados indicadores químicos o biológicos medidos en el alcantarillado son capaces de reproducir de forma fiable patrones observados a escala individual, esta aproximación podría abrir nuevas posibilidades para complementar los sistemas tradicionales de vigilancia epidemiológica y salud pública.
En lugar de analizar de forma continuada a miles de personas de manera individual, las aguas residuales podrían permitir el seguimiento de determinados indicadores de salud y exposición a escala comunitaria, identificar diferencias entre territorios y detectar cambios a lo largo del tiempo. EXPOWASTE pretende establecer las bases científicas para determinar cuándo esta inferencia es posible, para qué marcadores y con qué grado de representatividad.
