doctoralThesis
Caracterização fenotípica e molecular da microbiota do Riacho Cavouco – UFPE, Campus Recife
Registro en:
ARAÚJO, Lívia Caroline Alexandre de. Caracterização fenotípica e molecular da microbiota do Riacho Cavouco – UFPE, Campus Recife. 2018. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2018.
Autor
ARAÚJO, Lívia Caroline Alexandre de
Institución
Resumen
O riacho Cavouco corresponde a um riacho urbano que deságua em um dos principais rios do estado de Pernambuco, o rio Capibaribe. Esse riacho tem sua nascente no Campus- Recife da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e possui uma extensão de aproximadamente 6 Km. O presente estudo objetivou avaliar a qualidade da água e verificar a eficiência de diferentes técnicas para identificação microbiana nesse ambiente, além de comparar perfis fenotípicos e genéticos de isolados ambientais e clínicos de Klebsiella pneumonie e avaliar o efeito do mercúrio (Hg⁺²) na formação de biofilme. Foram realizadas coletas de água em cinco pontos estratégicos do riacho Cavouco e as espécies bacterianas foram identificadas usando métodos bioquímicos e moleculares. Para avaliar a qualidade da agua foram quantificados os coliformes totais e termotolerantes. O perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos dos isolados de K. pneumoniae foi verificado por meio do método de difusão em disco. A resistência ao Hg⁺² foi determinada pela concentração mínima inibitória (CMB) e pela presença do gene merA. A capacidade de formação de biofilme e sua resposta à presença e ausência do Hg²⁺ foram avaliadas utilizando os seguintes procedimentos: crescimento em Vermelho Agar Congo, método do Cristal de Violeta, análise de hidrofobicidade, presença dos genes cps, fimH e mrkD, e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Todas as amostras coletadas foram positivas para coliformes totais e termotolerantes indicando que o ambiente estudado encontra-se impactado. Em relação a caracterização da microbiota local foram identificados fenotípica e confirmados molecularmente 75 isolados bacterianos, pertencentes a 14 gêneros incluindo gram-positivos (Bacillus, Staphylococcus, Brachybacterium, Exiguobacterium) e gram-negativos (Acinetobacter, Enterobacter, Brevundiomonas, Alcaligenes, Klebsiella, Proteus, Escherichia, Pseudomonas, Providencia), os quais correspondem aos primeiros representantes da Bacterioteca de Ambientes Aquáticos Impactados da UFPE. As análises revelaram perfis distintos de resistência ao metal e antimicrobianos, bem como nas respostas as diferentes concentrações do metal na formação de biofilme, entre os isolados clínicos e ambientais de K. pneumoniae. Essa diversidade foi confirmada através da técnica ERIC-PCR que revelou perfis genéticos distintos dentro e entre os dois grupos investigados. Os resultados revelam a diversidade microbiana no riacho Cavouco por meio de técnicas moleculares e demonstra a eficiência da técnica MALDI-TOFMS na identificação de isolados de ambientes aquáticos impactados. Os dados demonstram que o “Cavouco” encontra-se poluído, albergando e disseminando bactérias patogênicas sendo necessário um constante monitoramento desse ecossistema visando a diminuição do impacto ambiental e a qualidade à saúde pública. FACEPE The Cavouco stream corresponds to an urban stream that flows into one of the main rivers of the state of Pernambuco, the Capibaribe river. This stream has its source in the Campus- Recife of the Federal University of Pernambuco (UFPE) and has an extension of approximately 6 km. The present study aimed to evaluate the water quality and verify the efficiency of different techniques for microbial identification in this environment, besides to compare phenotypic and genetic profiles of environmental and clinical isolates of Klebsiella pneumoniae and to evaluate the effect of mercury (Hg⁺²) on biofilm formation. Water samples were collected at five strategic points of the Cavouco stream and bacterial species were identified using biochemical and molecular methods. To evaluate the water quality, total and thermotolerant coliforms were quantified. The antimicrobial susceptibility profile of the K. pneumoniae isolates was verified by the disc diffusion method. Resistance to Hg⁺² was determined by the minimal inhibitory concentration (MIC) and the presence of the merA gene. The ability of biofilm formation and its response to the presence and absence of Hg²⁺ were evaluated using the following procedures: growth in Congo Red Agar, Violet Crystal method, hydrophobicity analysis, presence of cps, fimH and mrkD genes, and scanning electron microscopy (SEM). All collected samples were positive for total and thermotolerant coliforms indicating that the studied environment was impacted. Seventy-five bacterial isolates belonging to 14 genera including Gram-positive (Bacillus, Staphylococcus, Brachybacterium, Exiguobacterium) and Gram-negative (Acinetobacter, Enterobacter, Brevundiomonas, Alcaligenes, Klebsiella, Proteus, Escherichia, Pseudomonas, Providencia), which correspond to the first representatives of the Bacterioteca of Aquatic Environments Impacted of the UFPE. The analyzes revealed distinct profiles of metal and antimicrobial resistance as well as responses to different metal concentrations in biofilm formation between the clinical and environmental isolates of K. pneumoniae. This diversity was confirmed by the ERIC-PCR technique that revealed distinct genetic profiles within and between the two groups investigated. The results reveal the microbial diversity in the Cavouco stream by means of molecular techniques and demonstrate the efficiency of the MALDI-TOF-MS technique in the identification of isolated aquatic environments. The data demonstrates that the "Cavouco" is polluted, harboring and disseminating pathogenic bacteria and it is necessary a constant monitoring of this ecosystem aiming at the reduction of the environmental impact and the quality to the public health.