Solo, água, alimentos e animais contaminados são vetores de propagação de bactérias multirresistentes aos antimicrobianos, colocando em risco a saúde humana, advertem pesquisadores
A Organização Mundial da Saúde – OMS estima que mais de 5 milhões de mortes por ano estão associadas às infecções com resistência aos antimicrobianos (ou RAM). Uma das maiores ameaças à saúde global, conforme a entidade, que calcula que as bactérias multirresistentes poderão ceifar a vida de mais de 10 milhões de pessoas em 2050. Isto é, a uma morte a cada três segundos. O uso indiscriminado de antimicrobianos, a evolução da resistência aos medicamentos e a escassez global de novas drogas intensificaram a ameaça das superbactérias.
No entanto, uma nova descoberta indica um complicador da situação: a disseminação e a transmissão de bactérias multidroga resistentes (MDR) por diferentes ecossistemas, inclusive com origem no sistema agroalimentar. “Os resultados encontrados alertam sobre o papel do meio ambiente na transmissão de patógenos MDR que podem causar infecções nos seres humanos e em outros animais através do consumo de frutas e de vegetais contaminados, comprometendo a segurança dos alimentos ofertados”, alertam os pesquisadores Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa.
O estudo, publicado no Journal of the Science of Food and Agriculture, detectou que “bactérias multidroga resistentes da espécie Klebsiella pneumoniae – importante espécie responsável por infecções no trato respiratório e urinário em seres humanos – foram encontradas em fontes aquáticas e em solos de plantio de limão, goiaba e figo”. Segundo os autores, a água contaminada é um fator de disseminação desses micro-organismos e coloca em risco à saúde da população. “Águas contaminadas por bactérias patogênicas representam um risco direto à saúde humana, animal e ambiental, uma vez que esta fonte é utilizada para suplementação em diferentes setores, incluindo o sistema agroalimentar”, advertem Stehling e Rosa na entrevista a seguir, concedida por e-mail ao Instituto Humanitas Unisinos – IHU.
A ação humana associada à degradação ambiental é outra condição que agrava o problema das bactérias multirresistentes. Conforme pontuam os pesquisadores da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – FCFRP/USP, “as atividades antropogênicas exercem uma influência direta na degradação do meio ambiente por meio da mobilidade humana, atividades extrativas, desmatamento, atividades industriais e das atividades da cadeia produtora de alimentos. A degradação ambiental resultante destas atividades pode favorecer a seleção e o surgimento das superbactérias” de variadas formas.
Outro vilão da contaminação dos solos e das águas por bactérias é o agronegócio, que faz uso intensivo de antibióticos na criação de animais e irrestrito de agrotóxicos, que contribuem para o fortalecimento e surgimento das superbactérias. “Além da pressão seletiva desempenhada pelo uso excessivo de antibióticos como promotores de crescimento e como medida profilática, a presença destes compostos em fertilizantes orgânicos e a utilização de agrotóxicos também podem favorecer o surgimento e a dispersão de superbactérias”, explicam. De acordo com os entrevistados, “a utilização de agrotóxicos promove uma diminuição significativa da diversidade bacteriana local, e algumas bactérias expostas frequentemente a esses agentes desenvolvem mecanismos que as tornam resistentes aos antimicrobianos”.
Eliana Guedes Stehling (Foto: Conselho Federal de Farmácia)
Eliana Guedes Stehling é professora na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto/USP e orientadora de mestrado e doutorado pelo Programa de Biociências e Biotecnologia na FCFRP-USP. É graduada em Farmácia e Bioquímica pela UFPB, mestre em Ciências Biológicas pela Unicamp, doutora em Genética e Biologia Molecular pela Unicamp e tem pós-doutorado em Biotecnologia realizado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, em Genética de Micro-organismos na Unicamp e na área de Metagenômica na Michigan State University.
Rafael da Silva Rosa (Foto: Arquivo pessoal)
Rafael da Silva Rosa é graduado em Ciências Biológicas pela Universidade do Oeste Paulista (Unoeste). Mestre em Ciências e doutorando pelo Programa de Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia PPG-BBio) da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP (FCFRP -USP).
IHU – O que são superbactérias e por que nós, os humanos, deveríamos nos preocupar?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – As “superbactérias” são bactérias resistentes a múltiplos antimicrobianos – medicamentos utilizados para o tratamento de infecções causadas por micro-organismos. Elas utilizam diferentes mecanismos para se tornarem resistentes, garantindo a sobrevivência frente à ação destes fármacos e a permanência no organismo hospedeiro.
As “superbactérias” são um grande problema para a saúde humana, pois devido à capacidade de sobrevivência frente aos múltiplos antimicrobianos, as opções terapêuticas para o tratamento das infecções são drasticamente reduzidas, restando poucos ou nenhum antimicrobiano com ação contra estes patógenos, podendo levar ao aumento das taxas de mortalidade.
IHU – Qual a diferença de um vírus para uma bactéria? O que muda na transmissão, contágio e tratamento de uma coisa e outra?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Os vírus são micro-organismos microscópicos que não são considerados seres vivos, pois não conseguem se reproduzir ou viverem por conta própria e, por isso, precisam sempre infectar uma célula para se multiplicar. As bactérias também são micro-organismos microscópicos, entretanto; geralmente são maiores, quando comparados aos vírus. Além disso, se reproduzem de maneira independente.
As diferenças entre vírus e bactérias estão nas doenças que eles causam, em suas características e como se multiplicam. Ambos os agentes possuem vias de transmissão e contágio semelhantes, como através do contato direto, alimentos ou superfícies e podem ser encontrados na água e no solo. Apesar disso, o desenvolvimento de infecções causadas por esses micro-organismos é distinto. Devido à necessidade de uma célula para se reproduzir, a manifestação dos sintomas virais ocorre após a lise celular, quando há liberação do vírus e destruição da célula hospedeira, liberando novas partículas virais para infectar outras células. Em contrapartida, após o contágio inicial, o surgimento dos sintomas da infecção bacteriana começa à medida que estes micro-organismos se multiplicam no organismo hospedeiro e invadem a mucosa dos indivíduos afetados.
Em relação ao tratamento, as infecções bacterianas são tratadas com antibióticos que atuam sob as estruturas celulares das bactérias, matando ou inibindo o crescimento delas. Entretanto, algumas infecções virais são tratadas com medicamentos antivirais. Infecções virais leves geralmente se resolvem por si só, sem a necessidade de medicamentos antivirais. O maior alerta é que antibióticos não possuem atividade contra os vírus e não devem ser administrados para o tratamento de infecções virais.
IHU – Podem falar um pouco do trabalho de pesquisa realizado na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto? Do que se trata o estudo publicado no Journal of the Science of Food and Agriculture?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – A linha de pesquisa do nosso laboratório busca avaliar a disseminação de bactérias multidroga resistentes (MDR) encontradas em fontes não clínicas, incluindo animais, solo, água, plantas e vegetais, abordando a interface de Uma Só Saúde. Através de técnicas moleculares e análises epidemiológicas, buscamos determinar as rotas de transmissão destas bactérias, assim como a dispersão e a evolução de genes de resistência aos antimicrobianos (ARG) entre os setores animal, ambiental e humano.
Alinhado a isto, o estudo publicado no Journal of the Science of Food and Agriculture faz parte de uma pesquisa de vigilância de linhagens bacterianas patogênicas encontradas fora do ambiente clínico, como as fontes associadas ao sistema agroalimentar. Nele, bactérias multidroga resistentes da espécie Klebsiella pneumoniae – importante espécie responsável por infecções no trato respiratório e urinário em seres humanos – foram encontradas em fontes aquáticas e em solos de plantio de limão, goiaba e figo. Os resultados alertam sobre o papel do meio ambiente na transmissão de patógenos MDR que podem causar infecções nos seres humanos e em outros animais através do consumo de frutas e de vegetais contaminados, comprometendo a segurança dos alimentos ofertados. Além disso, águas contaminadas por bactérias patogênicas representam um risco direto à saúde humana, animal e ambiental, uma vez que esta fonte é utilizada para suplementação em diferentes setores, incluindo o sistema agroalimentar.
IHU – Qual a relação entre superbactérias e degradação ambiental?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – As atividades antropogênicas exercem uma influência direta na degradação do meio ambiente por meio da mobilidade humana, atividades extrativas, desmatamento, atividades industriais e das atividades da cadeia produtora de alimentos. A degradação ambiental resultante destas atividades pode favorecer a seleção e o surgimento das superbactérias das seguintes formas:
(I) Poluição dos ecossistemas aquáticos e do solo por resíduos de antibióticos provenientes de hospitais, indústrias, fazendas de criação animal, aquicultura e uso doméstico, o que exerce uma pressão seletiva que favorece o surgimento e o aumento de bactérias que possuem genes de resistência aos antimicrobianos – as “superbactérias”.
(II) A contaminação de fontes hídricas por esgotos domésticos e hospitalares, sem tratamento adequado, resulta na liberação de uma carga elevada de “superbactérias” e seus ARGs. A utilização destas fontes hídricas contaminadas para consumo, irrigação dos sistemas agroalimentar e aquicultura favorece a dispersão destes patógenos, possibilitando a sua introdução na cadeia produtora de alimentos, na vida selvagem e em ambientes naturais.
(III) O desmatamento e a expansão das áreas urbanas e agrícolas intensificam a interação entre os seres humanos e a fauna silvestre, expondo os ambientes naturais aos resíduos das atividades antropogênicas, incluindo as “superbactérias”. Estudos recentes demonstram que áreas desmatadas apresentam maior abundância de ARGs em comparação a áreas preservadas, intensificando a dispersão de resistência aos antimicrobianos.
IHU – Ainda no tema das superbactérias, normalmente as pessoas tendem a se preocupar com esse tipo de que estão em locais como hospitais ou clínicas de saúde. Como isso passou a ser detectável não em áreas não hospitalares, mas no solo e em cursos d’água?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Apesar dos estudos sobre o avanço da resistência aos antimicrobianos terem se iniciado nos setores clínicos no início dos anos 2000, diversos estudos começaram a reportar a presença de resíduos de antimicrobianos, assim como a dispersão de bactérias multidroga resistentes fora do ambiente hospitalar, incluindo fontes aquáticas e solos. A presença destes resíduos no meio ambiente é proveniente da sua utilização em larga escala não somente nos setores hospitalares, mas também na agropecuária.
O descarte inadequado dos efluentes domésticos, industriais e hospitalares contribuiu significativamente para a contaminação dos ambientes naturais. No meio ambiente, resíduos de antimicrobianos não metabolizados exercem uma pressão seletiva sobre a comunidade bacteriana, favorecendo o surgimento de bactérias multidroga resistentes.
Sendo assim, com o avanço dos estudos, ficou evidente que o fenômeno da resistência aos antimicrobianos não se restringe apenas aos ambientes clínicos. Baseado nisso, em 2012 a Organização Mundial da Saúde – OMS publicou o primeiro relatório “The Evolving Threat of Antimicrobial Resistance – Options for Action”, em que reconhece oficialmente a resistência aos antimicrobianos como uma ameaça global e indica a necessidade de uma abordagem multissetorial, incluindo a integração entre a saúde humana, animal e ambiental. Posteriormente, em 2015, a entidade lançou o “Plano de ação global para o combate da resistência aos antimicrobianos”, que oficializa políticas públicas que incluem o meio ambiente, além do reconhecimento dos nichos ambientais como reservatórios e dispersores de bactérias MDR e seus ARGs.
Diferentes motivos estão ligados a presença de “superbactérias” fora do ambiente hospitalar, o principal ocorre através do lançamento de esgoto doméstico e hospitalar sem tratamento adequado ou eficiente em fontes aquáticas. Esse esgoto atua como um transmissor destas bactérias e seus genes de resistência aos antimicrobianos – que podem ser transmitidos para outras bactérias não resistentes – para o ambiente natural, que passa a ser contaminado. Desta maneira, ecossistemas aquáticos passam a ser reservatórios e dispersores de bactérias multidroga resistentes para outros nichos, incluindo o solo, através da utilização destas águas para atividades de pesca, recreação, suplementação, atividades agronômicas e pecuárias.
Em relação ao solo, a presença de bactérias multidroga resistentes está fortemente associado à utilização de água de irrigação contaminada e às atividades agrícolas e pecuárias. A utilização de fertilizantes orgânicos aplicados na agricultura podem ser fontes da disseminação diretas para o solo, uma vez que estes materiais podem conter a presença de bactérias MDR e seus ARGs, principalmente se provenientes de animais tratados com antibióticos. O uso excessivo de antibióticos como tratamento profilático e promotores de crescimento em animais de fazendas de criação favorece a seleção de bactérias resistentes.
IHU – Como agronegócio impacta nessa questão? Existem dados quantitativos ou qualitativos que comprovem a nocividade do uso irrestrito de agrotóxicos para o fortalecimento e surgimento das superbactérias?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Além da pressão seletiva desempenhada pelo uso excessivo de antibióticos como promotores de crescimento e como medida profilática, a presença destes compostos em fertilizantes orgânicos e a utilização de agrotóxicos também podem favorecer o surgimento e a dispersão de bactérias MDR e seus ARGs, as “superbactérias”. Diversos estudos publicados em revistas internacionais por pesquisadores do mundo todo reportam que a utilização de agrotóxicos promove uma diminuição significativa da diversidade bacteriana local, e algumas bactérias expostas frequentemente a esses agentes desenvolvem mecanismos que as tornam resistentes aos antimicrobianos.
Estudos demonstram que há maior abundância de bactéria MDR e ARGs em solos agrícolas tratados com agrotóxico. Essas bactérias podem se disseminar para outros nichos, representando uma ameaça à saúde pública.
IHU – Qual pode ser o impacto desses microrganismos na fauna? É possível tratar os animais infectados?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Animais silvestres, marinhos e terrestres, e animais domésticos, podem ser contaminados por superbactérias. A consequência da contaminação por esses patógenos, somado à destruição de habitats e mudanças climáticas, é uma alteração significativa da biodiversidade. Além disso, esses animais podem ser reservatórios destes patógenos e atuarem como vetores, podendo contaminar diferentes regiões e outros animais, além do risco de transmissão para os seres humanos, principalmente em casos de contaminação de animais de companhia.
O tratamento dos animais é possível, mas extremamente complexo. Por exemplo, o acesso aos animais de vida livre, sejam terrestres ou aquáticos, dificulta a administração de antimicrobianos, interferindo no tratamento. Além disso, devido à aquisição de múltiplos mecanismos de resistência aos antimicrobianos, as infecções causadas pelas “superbactérias” possuem opções terapêuticas muito limitadas, com poucos antimicrobianos disponíveis para a utilização na medicina veterinária. Sendo assim, devido à complexidade de tratamento de infecções causadas pelas “superbactérias” na medicina veterinária, a principal estratégia seria a prevenção da disseminação destes patógenos entre os animais e seus habitats.
IHU – As cepas encontradas e analisadas por vocês já existiam no Brasil? Se não existiam, como surgiram na região?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Algumas cepas carreando os genes de resistência aos antimicrobianos analisadas no estudo já existiam no Brasil. No entanto, a cepa de K. pneumoniae (ST6326) teve o seu primeiro relato no Brasil carreando o gene blaKPC-like na macrorregião da cidade de São Paulo, causando infecções em seres humanos, e sendo posteriormente encontrada em água superficiais em estudos conduzidos pelo nosso grupo de pesquisa, na macrorregião de Ribeirão Preto.
No estudo publicado no Journal of the Science of Food and Agriculture, reportamos a primeira detecção da K. pneumoniae (ST6326) carreando dois genes (blaKPC-2 e blaNDM-1) produtores de carbapenemases – enzimas que conferem resistência aos carbapenêmicos, antimicrobianos considerados como última opção terapêutica – em fontes aquáticas no Brasil.
Uma das principais rotas de disseminação de bactérias do ambiente hospitalar para o ecossistema aquático é através da contaminação de águas superficiais pelo esgoto hospitalar, que atua como ponto crítico na disseminação de bactérias patogênicas e seus genes de resistência aos antimicrobianos para o meio ambiente, principalmente quando o tratamento de água se mostra ineficiente.
IHU – É possível que os genes de uma superbactéria sejam transferidos para outras bactérias menos resistentes? Quais os riscos para a saúde pública desse “contágio”?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Os genes de resistência aos antimicrobianos podem ser transferidos de uma bactéria para outra. Portanto, bactérias pouco resistentes ou sensíveis aos antimicrobianos podem se tornar resistentes pela aquisição dos genes de uma bactéria resistente ou uma superbactéria. O principal mecanismo de transferência acontece quando os genes de resistência aos antimicrobianos estão localizados em plasmídeos – estruturas extracelulares com capacidade de autorreplicação e transferência – que são facilmente transmitidos para outras bactérias.
A transmissão de genes de resistência aos antimicrobianos é extremamente preocupante, uma vez que bactérias potencialmente patogênicas para os seres humanos podem adquirir esses genes e tornarem-se resistentes a diferentes antimicrobianos, podendo causar infecções de difícil tratamento e serem transmitidas para diferentes fontes.
IHU – O que é a abordagem One Health e o que a Organização Mundial da Saúde recomenda para controlar os riscos de uma contaminação em massa?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – A Saúde Única (do inglês, One Health) se refere a uma abordagem onde a saúde humana, animal, vegetal e ambiental são interconectadas, necessitando de esforços multissetoriais para atingir uma saúde ideal para estes quatro setores. Sob essa perspectiva, em relação à Saúde Única e à resistência aos antimicrobianos, este fenômeno é agravado pelas atividades humanas, evidenciando que a saúde pública não se limita mais apenas à saúde humana, mas também é afetada pelos outros setores deste sistema interdependente.
De acordo com a OMS, o combate à disseminação da resistência aos antimicrobianos deve integrar ações multissetoriais nacionais e internacionais que incluem:
(I) promover a utilização correta e redução do consumo de antimicrobianos nos setores humanos, animal e ambiental;
(II) elaborar medidas de prevenção, controle e diagnóstico rápido de patógenos bacterianos multidrogas resistentes nos setores hospitalares;
(III) investir no desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas e novos antimicrobianos;
(IV) impulsionar a disponibilidade dos recursos humanos e financeiros para conscientização, pesquisa, inovação e educação, abordando a problemática da dispersão da resistência aos antimicrobianos;
(V) aumentar das taxas de cobertura de imunização;
(VI) melhorar o saneamento básico a fim de evitar a contaminação de outras fontes por águas contaminadas.
IHU – Apesar do avanço da ciência, são raras as descobertas de novos antibióticos. A última vez que isto ocorreu foi em 2003 com a daptomicina, depois de ter sido descoberta em 1987. Essa dificuldade está relacionada a que tipo de problema?
Eliana Guedes Stehling e Rafael da Silva Rosa – Como o nosso laboratório é focado apenas na vigilância e dispersão das bactérias, a problemática do desenvolvimento de novos medicamentos foge um pouco na nossa qualificação para responder com propriedade sobre o assunto. É difícil mensurar uma vez que diversos problemas estão associados com a falta de novos medicamentos no mercado, como a rápida adaptação dos micro-organismos aos medicamentos favorecendo o rápido desenvolvimento da resistência, além da complexidade na busca de novas moléculas, entre outras coisas.