Tracking antibiotic resistance from hospital effluents to the surrouding environment

Nas últimas décadas, o papel do ambiente na disseminação de resistência a antibióticos de relevância clínica tem recebido especial atenção. Neste âmbito, as águas residuais hospitalares e municipais, onde resíduos de antibióticos e bactérias resistentes são descarregados, estão entre os mais importantes reservatórios ambientais. Porém, o seu papel na disseminação da resistência ainda está pouco compreendido. O principal objectivo deste estudo foi o de avaliar a relevância dos efluentes hospitalares na disseminação de bactérias resistentes a antibióticos e de genes de resistência no ambiente. O estudo focou-se num efluente hospitalar e nas águas residuais da estação de tratamento receptora (ETAR). Através da análise multivariada baseada nas variações da composição das comunidades bacterianas e das populações resistentes a antibióticos cultiváveis em função das variações da concentração de resíduos de antibióticos e metais, procurou-se compreender como se interligam estas variáveis. As correlações positivas significativas observadas sugeriram que a presença dos contaminantes químicos analisados poderia estar associada a rearranjos nas comunidades bacterianas ou à selecção de populações resistentes em águas residuais, principalmente em efluentes hospitalares. O potencial das águas residuais hospitalares e municipais como reservatórios de resistência a antibióticos foi de seguida investigado, usando como modelo membros da espécie Escherichia coli resistentes a quinolonas. Foi seleccionado um grupo de estirpes de E.coli resistentes a quinolonas, representativo de amostragens de águas residuais municipais e de ribeiras urbanas abrangendo um período de nove anos. A diversidade genética destes isolados foi avaliada com base em multilocus sequence typing (MLST), e esta informação foi comparada com dados dos isolados sobre a presença de determinantes genéticos associados com resistência a quinolonas e com outras características associadas a resistência. Assim, foi possível inferir sobre a ocorrência de disseminação vertical e/ou horizontal de resistência. A análise baseada em MLST demonstrou que isolados de diferentes tipos de água e datas de isolamento se agrupavam, sugerindo não só o carácter ubiquista de algumas linhagens, mas também a sua persistência em ambientes aquáticos. A indicação de disseminação vertical de resistência sugerida por estes dados foi confirmada pelo facto de que a resistência a quinolonas era essencialmente de base cromossómica. Apesar disso, a presença dos mesmos determinantes adquiridos de resistência a quinolonas e beta-lactâmicos e de replicões plasmídicos em E.coli de diferentes linhagens e origens sugeriu que estas bactérias têm um papel importante na transferência horizontal da resistência em ambientes aquáticos. Esta ideia foi reforçada pela observação de que alguns destes determinantes se encontravam em elementos genéticos conjugativos. Nesta fase, a questão era se as mesmas linhagens e genes encontrados em E.coli de ambientes aquáticos ocorriam em outros habitats. A mesma abordagem aplicada a um grupo alargado de isolados de origens diferentes mostrou que as mesmas linhagens podiam ser encontradas em pacientes hospitalares e em gaivotas, mas não em aves de rapina de uma reserva natural, sugerindo que algumas linhagens de E.coli podem ser disseminadas entre ambientes com influência humana. Sendo E.coli uma espécie comensal em animais e humanos, o estudo de um grupo bacteriano ambiental não associado com humanos era também de interesse. A escolha recaiu sobre o género Aeromonas e, numa perspectiva de continuidade com o trabalho prévio, foram seleccionadas estirpes resistentes a quinolonas. Surpreendentemente, apesar da fraca associação com humanos, observou-se que entre as Aeromonas spp. de efluente hospitalar se encontrava uma prevalência de resistência a antibióticos superior às da ETAR. O papel desta espécie como vector de disseminação de resistência foi evidenciado de várias formas. Primeiro, foi possível identificar em Aeromonas spp. do efluente hospitalar um gene de beta-lactamase previamente não descrito em Aeromonas spp. nem fora do contexto clínico. Segundo, viu-se que possuíam dois genes de resistência adquirida a quinolonas, um claramente ubíquo e outro de origem não clínica, o que pode ser interessante em estudos de fontes de dispersão de resistência. Terceiro, alguns dos genes de resistência a antibióticos podiam ser transferidos para E.coli por conjugação. Confirmou-se que Aeromonas spp. podem ser veículos relevantes de resistência, e que o hospital pode ser uma fonte importante de membros deste género. A transferência horizontal de genes por conjugação e o efeito de concentrações subinibitórias de antibióticos são temas chave para a compreensão da disseminação da resistência a antibióticos. Este tema foi investigado com base numa estirpe multiresistente de E.coli de efluente hospitalar. Observou-se que enquanto uma concentração subinibitória de ceftazidime aumentava significativamente a taxa de conjugação, tetraciclina produzia o efeito oposto. O plasmidoma conjugativo, que em média foi transferido em mais de 90% dos ensaios, incluía possíveis determinantes de persistência, de resistência a antibióticos e a metais, sugerindo a importância de fenómenos de co-selecção. Confirmou-se portanto que o efluente hospitalar é uma fonte relevante de bactérias resistentes a antibióticos e de determinantes de resistência para o ambiente.