A desinfecção subletal da água pode promover inadvertidamente a propagação da resistência aos antibióticos

A desinfecção subletal da água pode promover inadvertidamente a propagação da resistência aos antibióticos

O estudo mostra que os estressores ambientais não matam apenas as bactérias; Eles também podem preparar as células sobreviventes para absorver genes de resistência de forma mais eficiente, levantando preocupações sobre a propagação de bactérias resistentes a antibióticos nos cursos de água.

Os genes de resistência aos antibióticos e as bactérias resistentes aos antibióticos são agora reconhecidos como contaminantes ambientais emergentes, normalmente detectados em rios, lagos, esgotos e até oceanos. Os sistemas aquáticos proporcionam condições ideais para a sobrevivência, interação e disseminação de genes de resistência entre microrganismos. As bactérias trocam material genético através da transferência horizontal de genes, incluindo a transformação, um processo no qual as células absorvem DNA livre diretamente do seu ambiente. Embora se saiba que a transformação contribui para a propagação da resistência, o seu comportamento sob tensões ambientais realistas - como a desinfecção incompleta - é pouco compreendido. O tratamento moderno da água depende cada vez mais de tecnologias avançadas de oxidação e de luz. No entanto, flutuações na eficiência do processamento podem fazer com que as bactérias permaneçam vivas, mas estressadas e não completamente inativadas. Compreender como estas condições subletais influenciam a transmissão de ARG é fundamental para proteger a saúde pública.

Um estudo (DOI:10.48130/biocontam-0025-0017) publicado emBiocontaminanteem 8 de dezembro de 2025 pela equipe de Taicheng An, Universidade de Tecnologia de Guangdong, mostra que a desinfecção subletal da água pode acelerar inadvertidamente a disseminação da resistência aos antibióticos, promovendo a absorção de genes de resistência induzida pelo estresse nas bactérias sobreviventes.

Utilizando um sistema de fotocatálise subletal (Sub-PC) para simular a desinfecção incompleta da água, este estudo investigou sistematicamente como o estresse oxidativo influencia a conversão de ARGs. Duas cepas receptoras suscetíveis a antibióticos,Escherichia coliDH5α eE.coliHB101 foram expostos a condições sub-PC e testados quanto à inativação bacteriana, respostas fisiológicas ao estresse e captação de ARG usando um plasmídeo carregando o gene de resistência à ampicilina (amp). Com exposição idêntica a sub-PC, a abundância bacteriana diminuiu gradualmente em cerca de 2 logaritmos após 120 min, mas quase 10% das células permaneceram viáveis, representando um conjunto suficiente para transferência horizontal de genes por transformação. Assim, os níveis intracelulares de espécies reativas de oxigênio (ROS) aumentaram significativamente na fase inicial (0-60 minutos), atingindo três a quatro vezes o valor basal, enquanto as enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) foram fortemente induzidas, indicando ativação de defesas contra o estresse oxidativo. À medida que o tratamento progredia, os danos excessivos levaram a uma diminuição nos níveis de ERO, CAT e SOD, o que foi associado à lise e vazamento celular. Após a absorção do plasmídeo, os transformantes resistentes à ampicilina mostraram maior persistência sob sub-PC e mostraram apenas uma redução de aproximadamente 1 log na abundância, apoiando a noção de que a aquisição de ARG melhora a tolerância ao estresse. Experimentos de otimização revelaram que a transformação foi mais eficiente a 37 °C e exigiu altas densidades de recipientes; O rendimento máximo do transformante foi de 10⁸–10⁹ UFC·ml⁻¹, com 10⁸ CFU·ml⁻¹ escolhido para quantificação robusta. Sob estas condições ideais, as frequências de transformação aumentaram três a quatro vezes e meia, atingindo um pico de 50 a 60 minutos antes de diminuir à medida que o dano celular aumentava. Análises mecanísticas mostraram que os eliminadores de ROS atenuaram significativamente o efeito de amplificação, mas não o aboliram, confirmando que as ROS são um fator chave. O Sub-PC também aumentou a permeabilidade da membrana, aumentou o Ca²⁺ intracelular quase quatro vezes e diminuiu o ATP, limitando assim o efluxo de Ca²⁺ e aumentando seu acúmulo. O perfil de expressão gênica confirmou essas tendências, mostrando uma regulação positiva precoce da resposta ao estresse, antioxidantes, transporte de membrana e genes de captação de DNA, bem como supressão de vias metabólicas energéticas.

Os resultados destacam um risco crítico, mas subestimado, nos sistemas de tratamento de água: a desinfecção parcialmente eficaz pode promover a propagação da resistência aos antibióticos em vez de a prevenir. O estresse subletal não só permite que as bactérias sobrevivam, mas também aumenta ativamente a sua capacidade de adquirir genes de resistência do ambiente. Este mecanismo poderia contribuir para a persistência e amplificação da resistência aos antibióticos em águas residuais, águas superficiais e ecossistemas a jusante.

Fontes: