Mundo

Estudo global de micróbios de 60 cidades revela que cada um tem uma impressão digital microbiana característica
Um consórcio internacional relatou o maior estudo metagenômico global de microbiomas urbanos, abrangendo o ar e as superfícies de várias cidades.
Por Cell Press - 26/05/2021


Pixabay

Um consórcio internacional relatou o maior estudo metagenômico global de microbiomas urbanos, abrangendo o ar e as superfícies de várias cidades. O projeto internacional, que sequenciou e analisou amostras coletadas de sistemas de transporte público e hospitais em 60 cidades ao redor do mundo, apresenta análises e anotações abrangentes para todas as espécies microbianas identificadas - incluindo milhares de vírus e bactérias e duas arqueias não encontradas em bancos de dados de referência. O estudo apareceu nesta quarta-feira, 26, na revista Cell .

"Cada cidade tem seu próprio 'eco molecular' dos micróbios que a definem", diz o autor sênior Christopher Mason, professor da Weill Cornell Medicine (WCM) e diretor da WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction. "Se você me desse seu sapato, poderia dizer com cerca de 90% de precisão a cidade do mundo de onde você veio."

Os resultados são baseados em 4.728 amostras de cidades em seis continentes tomadas ao longo de três anos, caracterizam marcadores regionais de resistência antimicrobiana e representam o primeiro catálogo sistemático mundial do ecossistema microbiano urbano. Além de assinaturas microbianas distintas em várias cidades, a análise revelou um conjunto básico de 31 espécies que foram encontradas em 97% das amostras nas áreas urbanas amostradas. Os pesquisadores identificaram 4.246 espécies conhecidas de microrganismos urbanos, mas também descobriram que qualquer amostragem subsequente provavelmente continuará a encontrar espécies que nunca foram vistas antes, o que destaca o potencial bruto para descobertas relacionadas à diversidade microbiana e funções biológicas aguardando em ambientes urbanos .

Este projeto começou em 2013, quando Mason começou a coletar e analisar amostras microbianas no sistema de metrô da cidade de Nova York. Depois de publicar suas primeiras descobertas, ele foi contatado por pesquisadores de todo o mundo que queriam fazer estudos semelhantes em suas próprias cidades. Ele desenvolveu um protocolo para coletar as amostras e postou um vídeo instrutivo no YouTube. As amostras foram coletadas com swabs livres de DNA e RNA e enviadas a um laboratório no WCM para análise, juntamente com controles positivos e negativos. Grande parte da análise e montagem de sequências é feita em um supercomputador Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) em Pittsburgh, o que levou à descoberta de 10.928 vírus e 748 bactérias que não estão presentes em nenhum banco de dados de referência.

O interesse mundial inspirou Mason em 2015 a criar o Consórcio Internacional MetaSUB (abreviação de Metagenômica e Metadesign de Metrôs e Biomas Urbanos), que desde então se expandiu para coletar amostras de ar, água e esgoto, além de superfícies duras. O grupo supervisiona projetos como o Dia Global de Amostragem da Cidade (gCSD), realizado todos os anos em 21 de junho, e tem feito estudos abrangentes, incluindo uma análise microbiana abrangente das superfícies da cidade do Rio de Janeiro e seus mosquitos antes, durante e depois de 2016 Olimpíadas de verão. Outro projeto, lançado em 2020, está focado na investigação da prevalência de SARS-CoV-2 e outros coronavírus em gatos domésticos, e um projeto também está planejado para os Jogos Olímpicos de Tóquio em 2021.
 
A nova pesquisa tem implicações na detecção de surtos de infecções conhecidas e desconhecidas e no estudo da prevalência de micróbios resistentes a antibióticos em diferentes ambientes urbanos . Também pode contribuir para novas descobertas sobre a evolução da vida microbiana. Os pesquisadores da MetaSUB na Suíça (Andre Kahles e Gunnar Rätsch) também lançaram um portal de sequência de DNA global pesquisável (MetaGraph, https://metagraph.ethz.ch/search ) que indexou todas as sequências genéticas conhecidas (incluindo dados MetaSUB), que mapeia qualquer elementos genéticos conhecidos ou recém-descobertos para sua localização na Terra e podem ajudar na descoberta de novas interações microbianas e funções putativas.

"Existem milhões de espécies na Terra, mas temos uma referência de genoma sólida e completa para apenas 100.000 a 200.000 neste momento", diz Mason, explicando que a descoberta de novas espécies pode ajudar na construção de árvores genealógicas microbianas para ver como espécies diferentes estão relacionadas umas com as outras.

As descobertas também têm muitas aplicações práticas em potencial. "Com base nos dados de sequência que coletamos até agora, já encontramos mais de 800.000 novos arrays CRISPR", diz ele. Além disso, os resultados indicam a presença de novos antibióticos e pequenas moléculas anotadas de agrupamentos de genes biossintéticos (BGCs) que são promissores para o desenvolvimento de drogas.

"Uma das próximas etapas é sintetizar e validar algumas dessas moléculas e BGCs previstos e, em seguida, ver o que eles fazem médica ou terapeuticamente", diz Mason. "As pessoas muitas vezes pensam que uma floresta tropical é uma abundância de biodiversidade e novas moléculas para terapias, mas o mesmo é verdade para uma grade ou banco de metrô."

 

.
.

Leia mais a seguir