Potencial biotecnológico e impacto antrópico em microrganismos prospectados no lago Paranoá, Brasília, DF

Abstract

Poluição ambiental pode ser compreendida como o espalhamento de um material em um ambiente, de forma que esse tenha efeitos nocivos à biota que lá existe ou interage. Dentre os tipos de poluente, é possível se listar os poluentes convencionais, de origem natural e finitos, tais como hidrocarbonetos oriundos do petróleo; os poluentes xenobióticos, artificiais e finitos, tais como fármacos e agrotóxicos e os elementos xenogenéticos, gerados a partir de ações antrópicas e capazes de se reproduzir em seus hospedeiros, tais como plasmídeos epidêmicos. Em uma perspectiva de saúde única, a saúde humana é dependente e relacional com a saúde de animais domésticos e do meio ambiente como um todo, de forma que se faz necessário entender e mitigar as ações antrópicas nocivas ao meio ambiente. Em uma primeira etapa do presente estudo, foi feita a prospecção de microrganismos capazes de degradar cafeína e paracetamol, dois dos poluentes mais comuns em ambientes aquáticos, a partir de uma amostra de água superficial do lago Paranoá. Ao final da prospecção por enriquecimento, foi isolada uma colônia de bactérias, as quais eram capazes de crescer em meios mínimos contendo apenas um dos fármacos como fonte única de carbono e energia. Análises bioquímicas e genômicas identificaram a espécie do isolado como Klebsiella pneumoniae. Curiosamente, esse isolado produz um pigmento marrom apenas em culturas com paracetamol e análises espectroscópicas em ultravioleta, luz visível e infravermelho sugerem tratar-se de uma melanina, o que pode levar futuramente a aplicações biotecnológicas, tais como o uso dessas na remoção de novos poluentes, em uma segunda ordem de despoluição. Análises genômicas indicam a presença de genes e vias metabólicas de degradação desses fármacos, porém a ainda é necessária sua comprovação experimental. Em uma segunda etapa, foram avaliadas características de interesse médico do isolado, com foco em análises genômicas. Análises de average nucleotide identity (ANI) e in silico Multilocus sequence typing(MLST) revelam o isolado como pertencente a uma nova linhagem de K. pneumoniae, cujo número de linhagem tipo (strain type) foi depositado em banco de dados da espécie. O antibiograma do isolado mostra que esse possui o fenótipo de multirresistência a antibióticos, dentre eles quinolonas, cefalosporinas e carbapenems. Análises genômicas apontaram para poucas evidências relacionadas à hipervirulência do isolado, no entanto foram detectados grupos de genes relacionados à virulência e foram encontrados genes de resistência, incluindo genes de beta-lactacamase de espectro estendido e de carbapenemase, esse último associado a um transposon não descrito na literatura. O isolado também possui um contig extracromossômico idêntico a uma sequência observada em uma cepa de K. pneumoniae hospitalar, o que indica a presença de um fluxo de genes entre a rede de hospitais do Distrito Federal e o lago Paranoá, com novos estudos sendo necessários para um melhor entendimento deste fluxo. O achado de uma cepa bacteriana multirresistente no lago Paranoá é preocupante, uma vez que esse é utilizado para fins recreativos pela população local, bem como fonte de captação de água potável, ainda que existam processos a jusantes de tratamento desta. Por fim, estudos na literatura indicam a correlação no aumento de temperatura ambiental e aumento no número de infecções com bactérias multirresistentes a antibacterianos em humanos. Fatores bioquímicos de bactérias a mudanças nas sociedades humanas têm sido apontados como possíveis hipóteses para essa correlação e o reuso de água com bactérias multirresistentes pode ser um fator a contribuir com esta.