Microbiomas del entorno construido

Comunidades de microorganismos que viven en entornos construidos por el hombre

Los microbiomas del entorno construido ^{[1] [2]} son ​​un campo de investigación que estudia las comunidades de microorganismos que viven en entornos construidos por el hombre, como casas, automóviles y tuberías de agua. A veces también se lo denomina microbiología del entorno construido.

• El campo se ha acelerado un poco en los últimos años, con una financiación significativa de la Fundación Alfred P. Sloan ^[3] y con la creciente atención que se presta a los microbiomas y las comunidades de microbios en general.
• Las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de los Estados Unidos están llevando a cabo un estudio en este campo con el estudio titulado "Microbiomas del entorno construido: de la investigación a la aplicación". ^[4]
• La Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia organizó un simposio sobre el tema en 2014. ^[5]
• La Academia Estadounidense de Microbiología celebró un coloquio sobre este tema en septiembre de 2015 y publicó un informe titulado “Microbiología de los entornos construidos”. ^[6]

Un artículo de 2016 de Brent Stephens ^[7] destaca algunos de los hallazgos clave de los estudios de los "microbiomas del ambiente interior". Entre estos hallazgos clave se incluyen los que se enumeran a continuación:

• "Los métodos independientes del cultivo revelan una diversidad microbiana mucho mayor en comparación con los métodos basados ​​en el cultivo"
• "Los espacios interiores suelen albergar comunidades microbianas únicas"
• "Las comunidades bacterianas de interiores a menudo tienen su origen en fuentes interiores".
• "Los humanos también son fuentes importantes de bacterias en el aire interior"
• "El diseño y el funcionamiento de los edificios pueden influir en las comunidades microbianas interiores".

Los microbiomas del entorno construido se están estudiando por múltiples razones, incluido cómo pueden afectar la salud de los humanos y otros organismos que ocupan el entorno construido, pero también algunas razones no relacionadas con la salud, como el diagnóstico de propiedades de construcción, para aplicaciones forenses, el impacto en la producción de alimentos, el impacto en la función del entorno construido y más.

Entornos estudiados

Se han llevado a cabo investigaciones exhaustivas sobre los microbios individuales que se encuentran en el entorno construido. Más recientemente, se ha producido una importante expansión en el número de estudios que examinan las comunidades de microbios que se encuentran en el entorno construido. Dichos estudios han abarcado una amplia gama de entornos.

• Edificios . Los ejemplos incluyen hogares, ^{[8] [9] [10]} dormitorios, ^[11] oficinas, ^{[12] [13]} hospitales, ^{[14] [15] [16]} quirófanos, ^{[17] [18] [19]} UCIN, ^[20] aulas, ^{[21] [22]} instalaciones de transporte como estaciones de tren y metro, ^{[23] [24]} instalaciones de producción de alimentos ^[25] (por ejemplo, lecherías, bodegas, ^[26] instalaciones para la elaboración de queso, ^{[27] [28]} cervecerías de sake ^[29] y cervecerías, ^[30] acuarios, ^[31] bibliotecas, ^[32] salas blancas, ^{[33] [34]} zoológicos, refugios para animales, granjas y gallineros y viviendas. ^[35]
• Vehículos . Entre los ejemplos se incluyen aviones, ^[36] barcos, trenes, ^[24] automóviles ^[37] y vehículos espaciales, incluida la Estación Espacial Internacional , ^{[38] [39]} MIR, ^[40] Mars Odyssey , ^[41] la nave espacial Herschel . ^[42]
• Sistemas de agua . Entre los ejemplos se incluyen cabezales de ducha, ^[43] piscinas infantiles, ^[44] sistemas de agua municipales, ^[45] sistemas de recirculación para acuicultura, ^[46] sistemas de agua potable y de plomería de instalaciones ^{[47] [48] [49] [50]} y saunas. ^[51]
• Otros . Entre los ejemplos se incluyen objetos de arte y patrimonio cultural, ^[52] prendas de vestir, ^[53] esponjas de cocina, ^[54] y electrodomésticos como lavavajillas ^[55] y lavadoras. ^[56]

Recomendaciones

Biogeografía general

En general, los numerosos estudios que se han realizado sobre los microbiomas del entorno construido han comenzado a identificar algunos patrones generales con respecto a los microbios que se encuentran en varios lugares. Diferentes áreas y tipos de edificios están vinculados a diferentes tipos de microbiota. ^[57] Pakpour et al. en 2016 revisaron los patrones relacionados con la presencia de arqueas en ambientes interiores (basándose en el análisis de datos de secuencias de genes de ARNr). ^[58]

Salud humana

Numerosos estudios han documentado las posibles implicaciones de los microbiomas del entorno construido para la salud humana. ^[59]

• Colonización de recién nacidos . Los microbios que colonizan a los recién nacidos provienen en parte del entorno construido (por ejemplo, las habitaciones de los hospitales). Esto parece ser especialmente cierto en el caso de los bebés nacidos por cesárea (véase, por ejemplo, Shin et al. 2016 ^[60] ) y también en el de los bebés que pasan tiempo en una UCIN. ^[20]
• Riesgo de alergia y asma . El riesgo de alergia y asma está correlacionado con diferencias en el microbioma del entorno construido. Algunas pruebas experimentales (por ejemplo, en ratones) han sugerido que estas correlaciones pueden ser en realidad causales (es decir, las diferencias en los microbiomas pueden en realidad conducir a diferencias en el riesgo de alergia o asma). Los artículos de revisión sobre este tema incluyen Casas et al. 2016 ^[61] y Fujimura y Lynch 2015. ^[62] El microbioma del polvo doméstico está correlacionado con el riesgo infantil de alergia, asma y fenotipos relacionados con estas dolencias. ^{[63] [64] [65]} El impacto del microbioma del entorno construido en el riesgo de alergia y asma y otras afecciones inflamatorias o inmunes es un posible mecanismo subyacente a lo que se conoce como la hipótesis de la higiene .
• Salud mental . En una revisión de 2015, Hoisington et al. analizan las posibles conexiones entre la microbiología del entorno construido y la salud humana. ^[66] El concepto presentado en este artículo es que cada vez se acumulan más pruebas de que el microbioma humano tiene algún impacto en el cerebro y, por lo tanto, si el entorno construido afecta directa o indirectamente al microbioma humano, esto a su vez podría tener impactos en la salud mental humana. ^{[ cita requerida ]}
• Transmisión de patógenos . Muchos patógenos se transmiten en el entorno construido y también pueden residir en él durante un período de tiempo. ^[67] Algunos buenos ejemplos son la gripe, el norovirus , la legionella y el SAMR . El estudio de la transmisión y supervivencia de estos patógenos es un componente de los estudios de los microbiomas del entorno construido.
• Calidad del aire interior . El estudio de la calidad del aire interior y el impacto de dicha calidad en la salud está vinculado, al menos en parte, a los microbios presentes en el entorno construido, ya que pueden afectar directa o indirectamente a la calidad del aire interior. ^{[ cita requerida ]}

Componentes del entorno construido que probablemente afecten a los microbiomas

Un componente importante de los estudios de los microbiomas del entorno construido implica determinar cómo los componentes del entorno construido impactan a estos microbios y comunidades microbianas. Los factores que se consideran importantes incluyen la humedad, el pH, las exposiciones químicas, la temperatura, la filtración, los materiales de la superficie y el flujo de aire. ^[68] Se ha hecho un esfuerzo para desarrollar estándares sobre qué "metadatos" del entorno construido se deben recopilar asociados con los estudios de las comunidades microbianas en el entorno construido. ^[69] Un artículo de 2014 analiza las herramientas disponibles para mejorar los datos del entorno construido que se recopilan asociados con dichos estudios. ^[70] Los datos cubiertos en esta revisión incluyen características de los edificios y condiciones ambientales, características del sistema HVAC y tasas de ventilación, mediciones de ocupación y actividad humana, caracterizaciones de superficies y muestreo de aire y dinámica de aerosoles.

Impacto de los microbiomas en el entorno construido

Así como el entorno construido tiene un impacto en los microbiomas que se encuentran en él, las comunidades microbianas del entorno construido pueden afectar al entorno construido en sí. Algunos ejemplos incluyen la degradación de los materiales de construcción, la alteración del flujo de fluidos y aire, la generación de sustancias volátiles y más. ^{[ cita requerida ]}

Posibles usos en la ciencia forense

El microbioma del entorno construido tiene cierto potencial para ser utilizado como elemento para estudios forenses . La mayoría de estas aplicaciones todavía se encuentran en la fase inicial de investigación. Por ejemplo, se ha demostrado que las personas dejan una firma microbiana que sirve para el diagnóstico cuando escriben en el teclado de una computadora ^[71] , usan teléfonos ^[72] u ocupan una habitación ^{[11] .}

Olor

Se ha investigado mucho sobre el papel que desempeñan los microbios en los distintos olores del entorno construido. Por ejemplo, Diekmann et al. examinaron la conexión entre las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en las unidades de aire acondicionado de los automóviles. ^[73] Informaron que los tipos de microbios encontrados se correlacionaban con los malos olores detectados. Park y Kim examinaron qué microbios encontrados en un acondicionador de aire de un automóvil podrían producir compuestos volátiles con mal olor e identificaron taxones candidatos que producen algunos de esos compuestos. ^[74]

Métodos

Se utilizan muchos métodos para estudiar los microbios en el entorno construido. El NIST publicó una revisión de dichos métodos y algunos de los desafíos que implica su uso. Hoisington et al. en 2014 revisaron los métodos que podrían utilizar los profesionales de la construcción para estudiar la microbiología del entorno construido. ^[75] Los métodos utilizados en el estudio de los microbios en el entorno construido incluyen el cultivo (con estudios posteriores de los microbios cultivados), la microscopía , el muestreo de aire, agua y superficies, los análisis químicos y los estudios de ADN independientes del cultivo, como la PCR del gen ARN ribosómico y la metagenómica . ^{[ cita requerida ]}

Véase también

• Ciencia de la construcción
• Biogeografía microbiana
• Ecología microbiana
• Calidad del aire interior

Enlaces externos

Ejemplos de proyectos

Hay un número creciente de proyectos y grupos de investigación que se centran directa o indirectamente en los microbiomas del entorno construido.

• BIMERC: Consorcio de investigación sobre ecología microbiana en interiores de Berkeley. Este grupo se centra en "comprender los componentes microbianos del aire interior, incluida la identificación de las poblaciones de origen y el esclarecimiento de los procesos que suspenden y diseminan los microbios y los productos microbianos en los edificios".
• Centro BioBE - Centro de Biología y Medio Ambiente Construido
• La vida silvestre de sus hogares es un proyecto de ciencia ciudadana que se centra en " la diversidad de comunidades bacterianas que se encuentran en nueve lugares distintos dentro de nuestros hogares".
• Proyecto de microbioma del entorno construido asociado al bebé
• Proyecto de microbioma del cabezal de ducha
• Proyecto Microbioma Hospitalario
• Inicio Microbioma
• PRoBE – Investigación de patógenos en el entorno construido
• PreMiEr - El Centro de Investigación de Ingeniería para la Ingeniería de Microbiomas de Precisión estudia y mejora los microbiomas del entorno construido.

Revistas relacionadas

• Revista del aire interior
• Colección de artículos sobre microbiología del entorno construido en Biomed Central

Sociedades y organizaciones

• Sociedad Internacional de Calidad del Aire Interior y Clima (ISIAQ)
• Programa de la Fundación Alfred P. Sloan en Microbiología del Entorno Construido

Noticias y cobertura relacionada

• Nova Next: mapeo del microbioma
• NPR: Sus vecinos invisibles: cada ciudad tiene microbios únicos
• Los científicos: su oficina tiene un microbioma distinto
• Artículo de Erica Hartmann en The Conversation Científicos en acción: estudiar la ecología microbiana en interiores implica tomar muestras en baños públicos
• Revista TIME Tu hogar está cubierto de microbios

Referencias

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