Antibiotic- and heavy-metal resistance in bacteria isolated from deep subsurface in El Callao region, Venezuela / Resistencia a antibioticos y metales pesados en bacterias aisladas de subsuelo en la región El Callao, Venezuela

RESUMEN

Se investigó el efecto de la contaminación con mercurio (Hg) en las comunidades bacterianas del subsuelo profundo en la región de El Callao (Estado Bolívar, Venezuela). Se estudiaron comunidades bacterianas de dos niveles de profundidad (-288 m y -388 m) en una mina de oro con el propósito de describir las características más relevantes de las bacterias indígenas cultivables que colonizaban esta mina. Se evaluaron los patrones de resistencia a antibióticos y metales pesados, presencia del gen merA y plásmidos en aislados resistentes. Se encontró una elevada frecuencia de bacterias indígenas resistentes al Hg y otros metales pesados. De 76 aislados Hg-resistentes probados 73.7 % fueron adicionalmente resistentes a ampicilina; 86.8 % a cloranfenicol; 67.1 % a tetraciclina; 56.6 % a estreptomicina y 51.3 % a kanamicina. Además, se encontró que 40.74 % (-328 m) y 26.53 % (-388 m) de las bacterias Hg-resistentes fueron simultáneamente resistentes tanto a cuatro como a cinco de estos antibióticos. Se detectó la presencia de plásmidos de alto y bajo peso molecular y, a pesar de que los aislados mostraban resistencia a compuestos mercuriales, la presencia del gen merA fue detectada solo en 71.05 % de los cepas. Estos resultados sugieren que la exposición a Hg podría ser una presión selectiva en la proliferación de bacterias resistentes a antibióticos y promover el mantenimiento y propagación de estos genes de resistencia. Sin embargo, la existencia de tales resistencias a estas profundidades podría también apoyar la idea de que la resistencia a antibióticos en estas bacterias es natural y tiene un origen más antiguo que su exposición al Hg.

ABSTRACT

The effect of contamination with mercury (Hg) in the deep subsurface bacterial communities in the region of El Callao (Bolívar State, Venezuela) was investigated. Bacterial communities from two deep levels (-288 m and -388 m) in a gold mine were studied with the aim of describe the most relevant features of their colonizing indigenous culturable bacteria. Antibiotic and heavy metals resistance patterns, presence of the merA gene and plasmids in resistant isolates were evaluated. A high frequency of resistant indigenous bacteria to Hg and other heavy metals was found. From 76 Hg-resistant isolates tested 73.7 % were, in addition, resistant to ampicillin, 86.8% to chloramphenicol, 67.1 % for tetracycline, 56.6 % streptomycin, and 51.3 % kanamycin. Furthermore, it was found that 40.74 % (-328 mm) and 26.53 % (-388 m) of Hg-resistant bacteria were simultaneously resistant to both four and five of these antibiotics. The presence of low and high molecular weight plasmids was detected and, despite that isolated showed resistance to mercurial compounds, the presence of the gene merA was detected only in 71.05 % of strains. These results suggest that exposure to Hg could be a selective pressure on the proliferation of antibiotic-resistant bacteria and promote the preservation and propagation of these resistance genes. However, the existence of such resistances to these depths could also support the idea that antibiotic resistance in these bacteria is natural and has a more ancient origin than their exposure to Hg.