Avaliação da toxicidade da água e da patogenicidade de bactérias entéricas isoladas do lago artificial Lagoa da Pampulha, Minas Gerais, utilizando o modelo invertebrado Caenorhabditis elegans
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Luiz Henrique Rosa
Marcelo Henrique Otenio
Marcelo Henrique Otenio
Resumo
A Lagoa da Pampulha é um importante e poluído lago artificial de Belo Horizonte em que há
a prática de pesca e o contato de pessoas com o seu interior. O presente trabalho teve como
objetivo avaliar os efeitos tóxicos das águas e a potencial patogenicidade de bactérias isoladas
do lago, empregando o modelo Caenorhabditis elegans . A partir da água coletada de 4 pontos
ao longo da Lagoa da Pampulha e de um ponto do Rio do Bicudo (corpo d’água saudável),
foram avaliados seus efeitos tóxicos na sobrevivência, na fertilidade e no desenvolvimento do
verme. A sobrevivência dos vermes mantidos por 24 horas nas amostras foi mensurada a
partir do ensaio colorimétrico utilizando MTT. A fertilidade e desenvolvimento foram
avaliados a partir da contagem da progênie de adultos expostos e do tempo de
desenvolvimento dessa progênie mantida nas amostras. Também foi feita a semeadura das
águas e o isolamento de bactérias em Ágar MacConkey e a identificação por MALDI-ToF.
Foi avaliada a sobrevivência do C. elegans (N2 e KU25) após a infecção pelas bactérias
isoladas da Lagoa da Pampulha (19 isolados), do Rio do Bicudo (3 isolados), 2 bactérias de
linhagens de referência ( Enterobacter aerogenes ATCC 13048 e Citrobacter freundii ATCC
8090) e Escherichia coli OP50 (controle negativo). Os vermes infectados foram contados
(vivos e mortos) a cada 48 horas por 16 dias. Na avaliação da toxicidade, verificou-se que não
houve diferença significativa entre as amostras, entretanto houve redução de fertilidade (cerca
de 50%) nos vermes expostos às águas da Lagoa da Pampulha, quando comparados aos
vermes expostos apenas a M9 (tampão fisiológico do C. elegans ). Observou-se que a Lagoa
da Pampulha apresentou densidade bacteriana maior que a amostra controle (390 UFC/ml),
sendo heterogênea ao longo dos pontos, maior no início do lago (22.500 UFC/ml) e menor
próximo ao vertedouro (1.530 UFC/ml), devido ao efeito diluidor. Também verificou-se que
não houve diferença significativa na sobrevivência do C. elegans infectados pelas bactérias
isoladas da Lagoa da Pampulha ou do Rio do Bicudo, em que a linhagem N2 apresentou LT 50
média de 14 dias e KU25 apresentou LT 50 média de 10 dias. Os isolados ambientais
diminuíram a LT 50 do C. elegans (N2) em relação à OP50 (de 16 para 14 dias), enquanto as
linhagens de referência E. aerogenes ATCC 13048 e C. freundii ATCC 8090 levaram a menor
LT 50 , respectivamente, 12 e 8 dias. Deste modo, conclui-se que as águas da Lagoa da
Pampulha, quando comparadas às águas do Rio do Bicudo, apresentaram pouco efeito tóxico
para o C. elegans e as bactérias isoladas das amostras ambientais não impactaram na
sobrevivência do C. elegans KU25 e impactaram pouco na sobrevivência do N2. Os
resultados podem sugerir que as abordagens empregadas para a recuperação da qualidade da
Lagoa estão apresentando resultados positivos, porém deve-se considerar que o contato com
ela envolve riscos para a saúde humana, porque apresenta elevada densidade de bactérias que
são patógenos oportunistas e apresenta efeitos tóxicos para o organismo modelo.
Abstract
Lagoa da Pampulha is an important and polluted artificial lake in Belo Horizonte, where
fishing is practiced and people come into contact with the waters. The present work aimed to
evaluate the water toxic effects and the potential pathogenicity of bacteria isolated from the
lake, using the Caenorhabditis elegans model. From the water collected from 4 points along
the Lagoa da Pampulha and from a point in the Rio do Bicudo (healthy water body), its toxic
effects on worm survival, fertility and development were evaluated. The survival of the
worms kept for 24 hours in the samples was measured through the colorimetric assay using
MTT. Fertility and development were evaluated by counting the progeny of exposed adults
and the developmental time of these progeny kept in the samples. Samples were also seeded
and bacteria isolated on MacConkey Agar and identification by MALDI-ToF was performed.
Was evaluated the C. elegans (N2 and KU25) survival after infection by bacteria isolated
from Lagoa da Pampulha (19 isolates), Rio do Bicudo (3 isolates), 2 bacteria from reference
strains (Enterobacter aerogenes ATCC 13048 and Citrobacter freundii ATCC 8090) and
Escherichia coli OP50 (negative control). Infected worms were counted (live and dead) every
48 hours for 16 days. In the evaluation of toxicity, it was found that there was no significant
difference between the samples, however there was a reduction in fertility (about 50%) in
worms exposed to Lagoa da Pampulha waters, when compared to worms exposed only to M9
(physiological buffer of the C. elegans). It was observed that Lagoa da Pampulha had a higher
bacterial density than the control sample (390 CFU/ml), being heterogeneous along the points,
higher at the beginning of the lake (22,500 CFU/ml) and lower near the spillway (1,530
CFU/ml), due to the dilution effect. It was also verified that there was no significant
difference in the survival of C. elegans infected by bacteria isolated from Lagoa da Pampulha
or Rio do Bicudo, in which the N2 strain had an average LT50 of 14 days and KU25 had an
average LT50 of 10 days. The environmental isolates decreased the LT50 of C. elegans (N2) in
relation to the OP50 (from 16 to 14 days), while the reference strains E. aerogenes ATCC
13048 and C. freundii ATCC 8090 led to the lowest LT50, respectively, 12 and 8 days. It is
concluded that the Lagoa da Pampulha waters had low toxic effect to C. elegans when
compared to the Rio do Bicudo waters and the bacteria isolated from the environmental
samples did not impact the C. elegans KU25 survival and had low impact on N2 survival. The
results may suggest that the approaches applied to restore the lake quality are showing
positive results. However it must be considered that contact with it involves risks to human
health, because it has a high density of bacteria that are opportunistic pathogens and have
toxic effects to the model organism.
Assunto
Microbiologia, Lagoa, Microbioma Gastrointestinal, Toxicidade, Caenorhabditis elegans
Palavras-chave
Lagoa da Pampulha, Bactérias entéricas, Toxicidade, Caenorhabditis elegans