A desinfecção convencional das águas residuais usando cloro poderia facilitar a propagação da resistência antimicrobiana em bactérias. Tratar alguns tipos de águas residuais com luz ultravioleta (UV) em vez disso poderia fazer parte da solução, de acordo com um estudo do Centro de Dessalinização e Reuso de Água da KAUST, publicado na revista Environmental Science & Technology.
As bactérias estão desenvolvendo rapidamente mecanismos para evitar os efeitos de drogas antimicrobianas, e essa resistência está ameaçando cada vez mais a saúde pública. Compostos farmacêuticos e bactérias resistentes que atingem águas residuais municipais e agrícolas são parcialmente culpados. Curiosamente, a resistência antimicrobiana é encontrada ainda maior em bactérias a jusante das estações de tratamento do que em águas residuais cruas que entram nas plantas.
Durante a desinfecção de águas residuais, o material genético eclode de bactérias na água circundante. Este DNA extracelular pode conter genes de resistência antimicrobiana. "A grande questão é: esses genes de resistência extracelular são preocupantes para a saúde pública?", diz o pós-doutorando da KAUST, David Mantilla-Calderon. "Ainda não temos uma resposta para essa pergunta, mas o primeiro pré-requisito desses genes deve cumprir para ser preocupante é que eles precisam ser abrigados dentro de uma célula bacteriana viável. Isso só é possível através de um processo chamado transformação natural, que permite a absorção e integração extracelular de DNA no cromossomo bacteriano."
Mantilla-Calderon e colegas da KAUST descobriram que a transformação natural era estimulada em uma bactéria comumente encontrada na água e no solo, chamada Acinetobacter baylyi, quando estava na presença do subproduto do cloro, ácido bromoacético. O subproduto de desinfecção causou danos ao DNA na bactéria, induzindo uma via de reparação de DNA que também é conhecida por aumentar a integração do DNA estranho no genoma da bactéria.
O doutorando Nicolas Augsburger investigou em seguida os efeitos da luz solar e da luz UV na transformação natural. "Queríamos ver se havia uma maneira mais segura de desinfetar águas residuais tratadas sem provocar um aumento na transformação natural das bactérias ambientais", explica.
Curiosamente, Augsburger e seus colegas descobriram que, semelhante ao ácido bromoacético, a luz solar também aumentou a transformação natural em Acinetobacter baylyi, desencadeando uma via de reparação de DNA.
Surpreendentemente, embora a luz UV também tenha aumentado a absorção de DNA extracelular no genoma das bactérias, os genes foram danificados na medida em que não estavam mais funcionais, ao contrário do efeito da luz solar e do ácido bromoacético.
"A luz solar aumentou a integração do DNA estrangeiro em duas vezes", diz Augsburger. "A graça salvadora foi que, embora a luz UV também aumente a integração do DNA estrangeiro, assim como subprodutos de desinfecção e luz solar, ela simultaneamente danifica o DNA extracelular em águas residuais a ponto de ser tomado por bactérias, ele não será capaz de expressar esses genes."
"Nossos estudos questionam nossa dependência atual do uso do cloro como o passo final de desinfecção na maioria das estações de tratamento de águas residuais", diz o microbiologista Peiying Hong, que supervisionou os estudos. "Uma estratégia de desinfecção usando luz UV pode ser considerada para desinfetar água de baixa turbidez. Isso poderia ajudar a minimizar a contribuição de águas residuais para a resistência antimicrobiana."
O laboratório de Hong está investigando como vários estressores podem interagir para afetar as taxas de absorção e integração de DNA extracelular em bactérias.
