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Um novo estudo revela como a interação entre Sargassum spp., detritos marinhos plásticos e bactérias Vibrio cria a tempestade “patógena” perfeita que tem implicações tanto para a vida marinha quanto para a saúde pública. As bactérias Vibrio são encontradas em águas ao redor do mundo e são a principal causa de morte em humanos no ambiente marinho. Por exemplo, Vibrio vulnificus, às vezes referido como bactéria carnívora, pode causar doenças transmitidas por alimentos com risco de vida pelo consumo de frutos do mar, bem como doenças e morte por infecções de feridas abertas.
Desde 2011, Sargassum, populações de vida livre de macroalgas marrons, têm se expandido rapidamente no Mar dos Sargaços e outras partes do oceano aberto, como o Grande Cinturão de Sargassum do Atlântico, incluindo eventos frequentes e sem precedentes de acúmulo de algas nas praias. Detritos marinhos de plástico, encontrados pela primeira vez nas águas superficiais do Mar dos Sargaços, tornaram-se uma preocupação mundial e são conhecidos por persistirem por décadas a mais do que os substratos naturais no ambiente marinho.
Atualmente, pouco se sabe sobre a relação ecológica dos vibriões com o Sargassum. Além disso, faltam evidências genômicas e metagenômicas sobre se os vibriões que colonizam detritos marinhos plásticos e Sargassum podem potencialmente infectar humanos. À medida que o verão começa e os esforços estão em andamento para encontrar soluções inovadoras para reaproveitar o Sargassum, esses substratos poderiam representar uma ameaça tripla para a saúde pública?
Pesquisadores da Florida Atlantic University e colaboradores sequenciaram completamente os genomas de 16 cultivares de Vibrio isolados de larvas de enguia, detritos marinhos plásticos, Sargassum e amostras de água do mar coletadas dos mares do Caribe e Sargasso do Oceano Atlântico Norte. O que eles descobriram é que os patógenos do Vibrio têm a capacidade única de “grudar” nos microplásticos e que esses micróbios podem estar apenas se adaptando ao plástico.
“O plástico é um novo elemento que foi introduzido em ambientes marinhos e só existe há cerca de 50 anos”, disse Tracy Mincer, Ph.D., principal autora correspondente e professora assistente de biologia no Harbor Branch Oceanographic Institute da FAU e Harriet L. Wilkes Honors College. “Nosso trabalho de laboratório mostrou que esses Vibrio são extremamente agressivos e podem procurar e aderir ao plástico em minutos. Também descobrimos que existem fatores de fixação que os micróbios usam para aderir aos plásticos, e é o mesmo tipo de mecanismo usado pelos patógenos. “
O estudo, publicado na revista Water Research, ilustra que os vibriões de oceano aberto representam um grupo de micróbios até agora não descrito, alguns representando novas espécies em potencial, possuindo uma mistura de genes patogênicos e de baixa aquisição de nutrientes, refletindo seu habitat pelágico e os substratos e hospedeiros que eles colonizam. Utilizando genoma montado por metagenoma (MAG), este estudo representa o primeiro Vibrio spp. genoma montado a partir de detritos de plástico.
O estudo destacou genes de patógenos de vertebrados intimamente relacionados a cepas bacterianas de cólera e não-cólera. Testes fenótipos de cultivares confirmaram rápida formação de biofilme, atividades hemolíticas e lipofosfolíticas, compatíveis com potencial patogênico.
Os pesquisadores também descobriram que os genes da toxina zonula occludens ou “zot”, descritos pela primeira vez no Vibrio cholerae, que é uma toxina secretada que aumenta a permeabilidade intestinal, foram alguns dos genes mais altamente retidos e selecionados nos vibriões que encontraram. Esses vibriões parecem estar entrando pelo intestino, ficando presos nos intestinos e infectando dessa forma.
“Outra coisa interessante que descobrimos é um conjunto de genes chamados genes ‘zot’, que causa a síndrome do intestino permeável”, disse Mincer. “Por exemplo, se um peixe come um pedaço de plástico e é infectado por este Vibrio, que resulta em intestino permeável e diarreia, ele libera nutrientes residuais, como nitrogênio e fosfato, que podem estimular o crescimento de Sargassum e outros organismos circundantes”.
Os resultados mostram alguns Vibrio spp. neste ambiente têm um estilo de vida ‘onívoro’ visando hospedeiros vegetais e animais em combinação com uma capacidade de persistir em condições oligotróficas. Com o aumento das interações homem-Sargassum-plástico de detritos marinhos, a flora microbiana associada a esses substratos pode abrigar patógenos oportunistas potentes. É importante ressaltar que alguns dados baseados em cultivo mostram que o Sargassum encalhado parece abrigar grandes quantidades de bactérias Vibrio.
“Acho que, neste momento, ninguém realmente considerou esses micróbios e sua capacidade de causar infecções”, disse Mincer. “Realmente queremos conscientizar o público sobre esses riscos associados. Em particular, deve-se ter cautela em relação à colheita e processamento da biomassa Sargassum até que os riscos sejam explorados mais detalhadamente.”
Os coautores do estudo representam o NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research, a Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, a Ludwig Maximilian University of Munich, Germany, a Emory University, a University of Amsterdam e o Marine Biological Laboratory.
Esta pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation (NSF) (concessão OCE-1155671 concedida a Mincer), FAU World Class Faculty and Scholar Program (concedido a Mincer), NSF (concessão OCE-1155571 concedida a Linda A. Amaral-Zettler, Ph.D., autor correspondente, NIOZ), NSF (bolsa OCE-1155379 concedida a Erik R. Zettler, Ph.D., co-autor, NIOZ), bolsa NSF TUES (DUE-1043468 concedida a Linda Zettler e Erik Zettler ).
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