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Microplásticos nos rios espalham micróbios resistentes a antibióticos
Última revisão: 02.07.2025
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Em um estudo recente publicado na revista Nature Water, cientistas examinaram a distribuição do vírus, as interações com o hospedeiro e a transferência de genes de resistência a antibióticos (ARGs) em microplásticos usando sequenciamento metagenômico e de vioma.
A contaminação persistente por microplásticos é uma característica marcante do Antropoceno, representando riscos ambientais e à saúde pública por meio de lixiviação tóxica e penetração direta em tecidos biológicos. Os microplásticos criam nichos únicos para a colonização microbiana e o crescimento de biofilmes, formando uma "plastisfera" que compreende diversas comunidades microbianas. Essas superfícies podem enriquecer seletivamente patógenos, potencialmente impactando a transmissão de doenças. Apesar de sua ubiquidade, os vírus têm sido amplamente ignorados em estudos sobre plastisfera, embora evidências recentes sugiram que eles persistem em microplásticos e interagem com hospedeiros bacterianos. Mais pesquisas são necessárias para compreender completamente os impactos ecológicos das comunidades virais e da transmissão de ARG em microplásticos, bem como suas implicações para o meio ambiente e a saúde humana.
Em março de 2021, foi realizado um estudo com dois tipos de microplásticos, polietileno (PE) e polipropileno (PP), no Rio Beilong, na província de Guangxi, China. Cinco locais ao longo do rio foram selecionados com base no nível de urbanização e nas propriedades físico-químicas, variando de regiões rurais a urbanas. Em cada local, 2,0 g de microplásticos (PE e PP) e partículas naturais (pedra, madeira, areia) foram cultivados na água do rio. Os microplásticos foram desinfetados com etanol 70% e lavados com água estéril, enquanto as partículas naturais foram esterilizadas para eliminar as comunidades bacterianas e virais originais. A duração da incubação foi baseada em estudos anteriores que demonstraram a formação bem-sucedida de biofilme em plásticos em até 30 dias.
Após a incubação, microplásticos, partículas naturais e amostras de água foram coletadas e armazenadas a -20 °C para análise. Partículas grandes e herbívoros foram filtrados e as concentrações de metais foram determinadas por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado. Propriedades físico-químicas adicionais e níveis de urbanização foram medidos.
O DNA foi extraído usando o kit FastDNA Spin e sequenciado na plataforma HiSeq X. Leituras de alta qualidade foram processadas para prever quadros de leitura abertos e remover genes redundantes. Genomas bacterianos foram montados e anotados usando diversas ferramentas de bioinformática. O DNA viral foi extraído, enriquecido e sequenciado para identificar contingentes virais e potenciais aglomerados virais em microplásticos.
Utilizando sequenciamento metagenômico, um total de 28.732 espécies bacterianas foram identificadas em amostras de microplásticos da Bacia do Rio Beilong. Os filos dominantes foram Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria e Chloroflexi, representando 52,6% da comunidade bacteriana. A riqueza e a uniformidade de espécies não apresentaram diferenças significativas por local ou tipo de microplástico. A comunidade bacteriana central, composta por 25.883 espécies, representou 78,4% do total de espécies detectadas, com 12.284 espécies comuns a todas as amostras, exceto uma amostra de PE. A maioria das espécies (28.599) foi comum aos microplásticos de PE e PP, com 49 e 84 espécies exclusivas de PE e PP, respectivamente.
Aproximadamente 0,32% das espécies bacterianas foram patógenos potenciais, com 91 espécies detectadas em 11 filos. Os patógenos dominantes foram Burkholderia cepacia (13,29%), Klebsiella pneumoniae (10,21%) e Pseudomonas aeruginosa (7,59%). Um efeito significativo da distância-dia foi encontrado na similaridade das comunidades microbianas entre os locais (R² = 0,842, P < 0,001). A análise NMDS mostrou diferenças na estrutura da comunidade bacteriana entre os microplásticos de PE e PP.
Para comunidades virais, foram obtidas 226.853 contagens, a maioria com menos de 1.000 kb. Myoviridae e Siphoviridae predominaram, respondendo por 58,8% da abundância viral. A riqueza e a uniformidade virais não diferiram significativamente entre os tipos de microplásticos. As contagens virais foram classificadas em 501 gêneros, dos quais 364 eram comuns a PE e PP. Um efeito significativo da distância-dia foi encontrado nas comunidades virais entre os locais. A análise NMDS mostrou diferenças nas comunidades virais entre os microplásticos de PE e PP.
Foi realizada uma anotação dos genes funcionais de sequências bacterianas e virais em microplásticos utilizando diversos bancos de dados. A maioria dos genes virais não foi classificada ou foi mal caracterizada, alguns deles relacionados ao processamento de informação genética e processos celulares. Os genes funcionais bacterianos também não foram classificados, alguns deles relacionados a vias metabólicas e biossíntese. Genes de resistência a metais (MRGs) e ARGs foram encontrados em sequências virais e bacterianas, sendo os mais comuns a resistência a Cu, Zn, As e Fe.
Os ARGs bacterianos codificaram principalmente resistência a múltiplos fármacos, macrolídeos, lincosamidas e estreptograminas (MLS) e tetraciclina, enquanto os ARGs virais incluíram genes de resistência a trimetoprima, tetraciclina e MLS. A transferência horizontal de ARGs e MRGs foi observada entre vírus e seus hospedeiros bacterianos, indicando potencial troca genética que promove microplásticos.
O estudo encontrou diferenças nas comunidades bacterianas e virais que colonizam microplásticos em comparação com partículas naturais no Rio Beilun. Embora a diversidade tenha permanecido semelhante entre os locais, o tipo de microplástico influenciou a composição da comunidade. Importante destacar que os pesquisadores identificaram potenciais patógenos e ARGs associados a bactérias e vírus em microplásticos. Eles observaram evidências de transferência horizontal de genes entre vírus e bactérias, sugerindo que os microplásticos podem contribuir para a disseminação da resistência antimicrobiana em ambientes aquáticos. Essas descobertas destacam os potenciais riscos ambientais e à saúde pública associados à poluição por microplásticos.