Pesquisadores do Instituto Ineos Oxford para pesquisa antimicrobiana (IOI) da Universidade de Oxford e da Universidade de Agricultura e Silvicultura de Fujian, na China, desenvolveram uma nova abordagem, chamada conjugação independente de cultura, para estudar a transmissão de plasmídeos entre bactérias amostradas em águas residuais hospitalares.

Os plasmídeos são pequenos pedaços circulares de DNA que se movem entre bactérias vizinhas (a bactéria 'doadora' que fornece o plasmídeo e a bactéria 'receptora' que recebe o plasmídeo) em um processo chamado conjugação. Os plasmídeos contendo genes de resistência a antibióticos são um dos principais impulsionadores da resistência antimicrobiana (RAM), incluindo a resistência contra o carbapenem – um antibiótico de “último recurso”. Acredita-se que bactérias resistentes aos carbapenêmicos causem entre 50.000 e 100.000 mortes em todo o mundo a cada ano.

Até agora, a conjugação tem sido medida principalmente com culturas puras contendo apenas uma espécie de bactéria. Isto limitou a compreensão de como a RAM se espalha em comunidades bacterianas em humanos, animais e no meio ambiente.

Esta nova técnica, que levou mais de cinco anos para ser desenvolvida, permite avaliar a conjugação em comunidades de espécies mistas de bactérias, simulando condições ambientais. É também o primeiro deste tipo a modelar a propagação de plasmídeos multirresistentes usando métodos de não cultura. A técnica também pode ser facilmente aplicada a qualquer amostra aquática ou semiaquática. Os plasmídeos são marcados com um gene que codifica uma proteína fluorescente; as bactérias receptoras expressam o gene e podem então ser separadas usando um método de classificação baseado em fluorescência.

Os pesquisadores investigaram um plasmídeo chamado IncX3 (pX3_NDM-5) que carrega genes de resistência a carbapenêmicos (chamados NDM-5). Isto tornou-se globalmente dominante; no entanto, até agora, a sua propagação entre bactérias era pouco compreendida. Os pesquisadores usaram conjugação independente de cultura para investigar a transmissão de plasmídeos pX3_NDM-5 entre bactérias amostradas em águas residuais de um hospital em Fuzhou, China.

O estudo descobriu que este plasmídeo e outros tinham uma gama de hospedeiros muito mais ampla e estavam espalhados por muitos tipos de bactérias, incluindo bactérias receptoras completamente não relacionadas. Isto incluiu bactérias que são difíceis de cultivar, sugerindo que tais micróbios poderiam ser potenciais reservatórios de plasmídeos que contribuem para a propagação da RAM.

Estas descobertas sugerem que a propagação de genes de resistência pelos plasmídeos é muito mais difundida do que se pensava anteriormente, destacando a importância da vigilância da RAM no ambiente, nas pessoas e nos animais.

Estes resultados também quebram a suposição comum de que bactérias que são extremamente resistentes aos antibióticos, bactérias Gram-negativas, não podem trocar facilmente genes de resistência a antibióticos com bactérias Gram-positivas – sendo estas últimas mais fáceis de tratar com antibióticos.

O estudo também explorou o efeito dos estressores ambientais na transferência de plasmídeos, descobrindo que o cloro pode modificar a conjugação do plasmídeo. O cloro é comumente usado como desinfetante hospitalar e entra nos sistemas de águas residuais hospitalares, indicando a necessidade de considerar o uso de tais desinfetantes diante do aumento da RAM.

O coautor, Professor Timothy Walsh , Diretor de Biologia do IOI, disse: “Sabemos que o uso excessivo e indevido de antibióticos em humanos contribui para a resistência antimicrobiana. Este estudo prova que a RAM está a ser disseminada no ambiente que nos rodeia, não apenas em hospitais e clínicas. As pessoas, os animais e os ecossistemas estão interligados em todo o mundo, pelo que existe uma necessidade urgente de utilizar abordagens mais criativas para compreender a dinâmica do aumento da resistência bacteriana aos nossos antibióticos de último recurso.'

O professor Qiu Yang, da Universidade de Agricultura e Silvicultura de Fujian, Fuzhou, China, disse: 'Esta pesquisa pode ser aplicada a outros plasmídeos que carregam genes de resistência - é muito provável que plasmídeos que se pensa terem uma gama estreita de hospedeiros possam de fato ser espalhados entre muitas bactérias diferentes . A investigação que explora a gama de hospedeiros de plasmídeos multirresistentes é urgentemente necessária para prevenir o fardo crescente da resistência aos medicamentos a nível mundial.'

O estudo 'Disseminação interfilo de plasmídeos positivos para NDM-5 em águas residuais hospitalares de Fuzhou, China: um estudo de transmissão de plasmídeo independente de cultura e de centro único' foi publicado no The Lancet Microbe.