Reciclagem marinha alterada

Caracterização fenotípica de bactérias quitinolíticas. A e B: gram-negativos (divulgação)

 – As bactérias quitinolíticas são microrganismos fundamentais para os ecossistemas marinhos, pois produzem uma enzima conhecida como quitinase, por meio da qual exercem um papel importante no processo de degradação da quitina, principal constituinte do exoesqueleto dos artrópodes e moluscos. Um novo estudo feito na Universidade de São Paulo (USP) indica que, em ambientes onde há maior impacto de atividades humanas e maior nível de contaminação fecal, essas bactérias apresentam, por um lado, maior capacidade de produzir quitinase – que tem aplicações potenciais na agricultura, medicina e em processos biotecnológicos. Mas, por outro lado, têm sua diversidade reduzida, o que pode gerar desequilíbrios ambientais.

O estudo correspondeu à tese de doutorado de Claudiana Paula de Souza-Sales, defendida em agosto no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, com apoio da FAPESP.
A pesquisa foi orientada pela professora Irma Rivera, do Laboratório de Ecologia Microbiana Molecular do Departamento de Microbiologia do ICB, que coordena o projeto de pesquisa “Diversidade de microrganismos marinhos, com ênfase em proteobactérias vibrios, colífagos, leveduras e bactérias quitinolíticas”, apoiado pela FAPESP na modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular.

De acordo com Irma, o estudo avaliou a diversidade das bactérias quitinolíticas isoladas de amostras de água do mar e de plâncton coletadas em três pontos da região costeira do Estado de São Paulo, com diferentes níveis de atividade antropogênica: Baixada Santista, canal de São Sebastião e Ubatuba.

“O nível de contaminação fecal presente em cada ambiente estudado influenciou significativamente a diversidade e o potencial enzimático das bactérias. A maior diversidade – abrangendo 19 gêneros – foi encontrada nas amostras do canal de São Sebastião e de Ubatuba, que têm médio e baixo nível de impacto antropogênico, respectivamente”, disse à Agência FAPESP.

Já na Baixada Santista, onde o impacto antropogênico é muito maior, com presença de poluição doméstica e industrial, a diversidade de gêneros das bactérias foi muito menor. “Mais de 78% das bactérias quitinolíticas presentes ali pertenciam ao gênero Aeromonas sp, disse a professora, que é embaixadora do Brasil na Sociedade Norte-Americana de Microbiologia (ASM, na sigla em inglês).
Segundo a pesquisadora, diferentemente do que se pensava no passado, nem todas bactérias são patogênicas e algumas têm funções importantes em determinados nichos ecológicos. As bactérias quitinolíticas degradam as carapaças de animais marinhos. Dados da literatura internacional estimam a produção total de quitina nos oceanos, durante o verão, entre 10 elevado a nove e 10 elevado a 11 toneladas métricas.

“Grande parte dos animais marinhos troca de exoesqueleto no verão e essa matéria é lançada no ambiente em imensas quantidades. A maior parte dessa produção é proveniente da carapaça de zooplâncton. Essas bactérias usam quitinases principalmente para digerir quitina como uma fonte de nutrientes e possibilitam, dessa forma, a reciclagem desse polissacarídeo nos oceanos”, explicou.
Para realizar o estudo Claudiana fez o isolamento e a contagem das bactérias, cultivadas em amostras de substrato marinho das três áreas do litoral paulista. As bactérias obtidas foram caracterizadas por métodos fenotípicos e genotípicos. Foram isoladas, no total, 492 bactérias quitinolíticas.

“Ela contou tanto amostras de água como de plâncton, já que dentro dele também há presença dos microrganismos”, disse Irma. O plâncton foi obtido com rede de malha de 100 micrômetros.
Nas amostras de água do mar foram determinados parâmetros físico-químicos (como temperatura, pH, salinidade e condutividade) e microbiológicos (coliformes termotolerantes e enterococos intestinais, entre outros).

A produção de quitinase das bactérias pode ser v
isualizada a partir de um halo formado no meio mínimo contendo quitina coloidal. “Quando os microrganismos consomem a quitina, forma-se um halo, que é medido nas diferentes amostras. Quanto maior o halo, maior a expressão da enzima quitinase”, explicou Irma.

Aplicações e equilíbrio

Segundo o estudo, os maiores valores de quitinases foram detectados em bactérias de água do mar na Baixada Santista, onde há o maior impacto antropogênico. Mas ali também houve a menor diversidade de gêneros. O trabalho concluiu que a diversidade de bactérias quitinolíticas e o potencial de produção de quitinases foram influenciados pelo nível de contaminação fecal presente no ambiente.

Quando há alta concentração de contaminação orgânica no ambiente aquático, as bactérias podem aumentar a produção de quitinase, degradando maiores quantidades de quitina e balanceando o sistema ecológico novamente. Mas, a partir de certo limite, a contaminação passa a ser muito grande e o corpo d’água pode perder a capacidade de recuperação.

“Para viver em um ambiente inóspito, com alta atividade antropogênica, as bactérias criam mecanismos de sobrevivência natural. O estudo confirmou que, na Baixada Santista, as bactérias quitinolíticas têm maior capacidade de degradação dos substratos. Esse poder exacerbado pode trazer vantagens para o uso biotecnológico. Mas, por outro lado, estamos perdendo a identidade ecológica do ambiente e a diversidade desses microrganismos”, destacou Irma.

Com os níveis de poluição doméstica e industrial da Baixada Santista é possível que já haja bactérias capazes de degradar produtos recalcitrantes. Com essa capacidade, elas poderiam ser utilizadas industrialmente no futuro. “Mas não adianta ter uma ‘superbactéria’ se esse processo também está matando os peixes e destruindo a diversidade do ecossistema marinho”, afirmou.

As bactérias quitinolíticas têm aplicações biotecnológicas na agricultura, para controle de insetos e fungos ou para o desenvolvimento de plantas transgênicas resistentes ao ataque de microrganismos.
“As bactérias poderiam ser utilizadas na produção de quitosana a partir de quitina de crustáceos e ostras, no tratamento de efluentes de indústria alimentícia e na medicina, para o desenvolvimento de compostos biologicamente ativos para uso em atividade antitumoral”, disse a professora do ICB.

Fonte
Por Fábio de Castro
Agência FAPESP:agencia.fapesp.br/11034
Prublicado por Gestor Ambiental

Banho de bactérias

(Governo, Meio ambiente)

Tags: ambiente doméstico, bactérias, chuveiros domésticos, Doenças pulmonares, infecções pulmonares, Mycobacterium avium, Rede publica de abastecimento de água, Sistemas imunológicos

Chuveiros domésticos acumulam grandes quantidades de bactéria que pode causar infecções pulmonares em pessoas com sistema imunológico enfraquecido, de acordo com estudo norte-americano
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Mycobacterium aviu.

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Os chuveiros domésticos oferecem um ambiente propício para a proliferação de micróbios potencialmente patogênicos, que podem ser inalados na forma de partículas suspensas, de acordo com um estudo realizado por pesquisadores da Universidade do Colorado (UC) em Boulder, nos Estados Unidos.

A pesquisa, que será publicada esta semana no site e em breve na edição impressa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), concluiu que cerca de 30% dos chuveiros analisados abrigava níveis consideráveis de Mycobacterium avium, ligada a doenças pulmonares. O patógeno contamina com mais frequência pessoas com sistemas imunológicos comprometidos e, eventualmente, pode infectar também pessoas saudáveis.

De acordo com o autor principal do estudo, Norman Pace, professor do Departamento de Biologia Molecular, Celular e de Desenvolvimento da UC, os cientistas analisaram cerca de 50 chuveiros de nove cidades em sete estados norte-americanos.

Não é surpreendente encontrar patógenos em águas da rede pública, de acordo com Pace, mas os pesquisadores descobriram que algumas das bactérias se aglutinam, formando um “biofilme” viscoso que adere ao interior dos chuveiros, em uma concentração mais de 100 vezes maior que a encontrada na água encanada.

“Quando a pessoa liga o chuveiro e recebe um jato de água, provavelmente está levando também uma carga particularmente elevada de Mycobacterium avium, que pode não ser muito saudável”, disse Pace. O estudo é parte de um esforço maior de sua equipe, cujo objetivo é avaliar a microbiologia dos ambientes internos, com apoio da Fundação Alfred P. Sloan.

Outra pesquisa realizada pelo Hospital Nacional Judaico, em Denver, indicou que houve um crescimento nos Estados Unidos, nas últimas décadas, de infecções pulmonares relacionadas a espécies de bactérias não ligadas à tuberculose, como a Mycobacterium avium. Segundo os autores, esse crescimento pode estar ligado ao fato de a população do país ter passado a utilizar mais o chuveiro e menos a banheira.

“A água que jorra do chuveiro pode distribuir gotículas recheadas de patógenos que ficam suspensos no ar e podem ser facilmente inalados, penetrando nas partes mais profundas dos pulmões”, afirmou Pace.

Os sintomas da doença pulmonar causada pelo M. avium, segundo o estudo, podem incluir cansaço, tosse seca persistente, falta de ar, fraqueza e sensação geral de mal-estar. “Pessoas com o sistema imunológico comprometido, como mulheres grávidas, idosos e aqueles que estão lutando contra outras doenças, são mais propensas a tais sintomas”, disse.

De olho na água

Chuveiros domésticos acumulam grandes quantidades de bactéria que pode causar infecções pulmonares em pessoas com sistema imunológico enfraquecido, de acordo com estudo norte-americano (Foto: Divulgação)

Embora os cientistas tenham tentado testar a presença de patógenos nos chuveiros por meio de cultura de células, essa técnica é incapaz, segundo Pace, de detectar 99,9% das espécies de bactérias presentes em um determinado ambiente.

Uma técnica de genética molecular desenvolvida pelo grupo do pesquisador na década de 1990 permitiu a retirada de amostras diretamente dos chuveiros, isolando o DNA e amplificando-o com utilização da reação em cadeia da polimerase, a fim de determinar as sequências de genes presentes, possibilitando a identificação de tipos de patógenos específicos.

“Houve alguns precedentes que indicavam que os chuveiros podiam gerar alguma preocupação, mas até esse estudo, não sabíamos o quanto o problema podia ser relevante”, disse Pace.
Durante as primeiras fases da pesquisa, a equipe testou chuveiros em pequenas cidades, muitas das quais estava usando água de poço e não encanada. “Inicialmente, achamos que os níveis de patógenos detectados nos chuveiros se deviam a isso. Mas, quando começamos a trabalhar os dados de Nova York, vimos uma grande quantidade de M. avium e o estudo foi revigorado”, disse.

Além da técnica de coleta de amostras do chuveiro, a equipe utilizou outro processo: várias duchas foram partidas em pedaços pequenos, que foram revestidos de ouro. Um corante fluorescente foi usado para marcar as superfícies e, com um microscópio eletrônico de varredura, os pesquisadores puderam observar as superfícies em detalhe.

Apesar dos resultados, Pace ressalta que provavelmente não é perigoso utilizar chuveiros para tomar banho, contanto que o sistema imune da pessoa não esteja comprometido de alguma maneira. Segundo ele, como os chuveiros de plástico apresentam uma carga maior de patógenos, os chuveiros de metal podem ser uma boa alternativa.

“Há lições a serem aprendidas aqui em termos de como controlar a água e lidar com ela. O monitoramento da água é muitas vezes arcaico. Já existem ferramentas para fazê-lo com mais precisão, de forma mais barata que a utilizada hoje em dia”, disse.

O artigo Opportunistic pathogens enriched in showerhead biofilms, de Norman Pace e outros, pode ser lido por assinantes da Pnas em http://www.pnas.org . 

Fonte: http://www.agencia.fapesp.br/materia/11063/divulgacao-cientifica/banho-de-bacterias.htm
Pesquisa/Divulgação:Gestor ambiental

Perto de um caminho sem volta

• Postado por Alan Azevedo 
   

  terça-feira, 14 de maio de 2013 Usina de carvão Marshall Steam Station, em Carolina do Norte, nos Estados Unidos. (© Les Stone / Greenpeace)
  

   

  Os níveis de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera atingiram pela primeira vez na história humana 400 partes por milhão (ppm). Na última vez em que os níveis estiveram altos, a temperatura média global aumentou entre 3 e 4°C, enquanto nas regiões polares o aumento foi de 10°C.

   

  Existem duas razões para se preocupar seriamente com a medição de CO2 deste ano. Estamos atingindo limite simbólico de 400 ppm, mostrando o quão longe chegamos desde os níveis pré-industruais de 280 ppm ou do valor máximo de segurança recomendado por cientistas em 350 ppm. Ainda mais alarmante é que este ano os níveis de concentração de CO2 aumentaram muito mais rápido do que nos outros anos.
  
  Alcançaremos o nível de 1000 ppm em apenas cem anos se as emissões continuarem no ritmo atual. Em mudanças climáticas pré-históricas, demorava-se 1000 anos para aumentar apenas 10 ppm, por exemplo. Estamos alterando as condições com as quais a civilização se desenvolveu, num ritmo que desafia nossa capacidade de adaptação e mudança.
  
  Os maiores responsáveis pelas emissões de gases de efeito estufa são os combustíveis fósseis e o desmatamento. E não existe uma proposta de redução de emissão, pelo contrário, a existência de mega projetos de extração de carvão na Austrália, China e Estados Unidos e a exploração de pre-sal no Brasil, pode levar à aceleração do aquecimento global totalmente fora de controle.
  
  O relatório, do Greenpeace, apresenta os 14 maiores projetos de energias sujas planejados para as próximas décadas e seus impactos na emissões, e reforça a necessidade de se investir em energias limpas como solar e eólica,  fontes renováveis e abundantes em países como o Brasil.
  
  Fonte: Greenpeace)  14 - mai - 2013 às 15:51