Banca de DEFESA: JÚLIA FIRME FREITAS

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JÚLIA FIRME FREITAS
DATA : 30/09/2024
HORA: 09:00
LOCAL: Link do Google Meet: https://meet.google.com/ugt-munq-nio
TÍTULO:

Virosfera e bacteriosfera de águas residuais da cidade de Natal - RN

PALAVRAS-CHAVES:

Patógenos; SARS-CoV-2; águas residuais; metagenômica; vigilância genômica; genes de resistência antimicrobiana; fatores de virulência; metaviroma.

PÁGINAS: 185
RESUMO:

A pandemia de COVID-19 acentuou a necessidade do desenvolvimento de sistemas de vigilância de agentes patogênicos para a detecção precoce e gestão de doenças zoonóticas e ameaças pandêmicas. No contexto da vigilância genômica, alguns estudos demonstraram que as estações de tratamento de águas residuais são pontos críticos para a disseminação de genes, como os de resistência antimicrobiana (ARG), devido à alta densidade e diversidade das comunidades microbianas e à presença de elementos genéticos móveis que facilitam a transferência de genes. Assim, o esgoto pode refletir a saúde da população, e a compreensão da microbiota presente nesse resíduo pode fornecer informações essenciais para as autoridades de saúde pública. Neste contexto, o presente trabalho teve como interesse avaliar a virosfera e bacteriosfera de águas residuais da cidade de Natal, com vistas a identificar os principais patógenos presentes, genes de resistência antimicrobiana e fatores de virulência e suas correlações, no intuito de obter biomarcadores para monitoramento e dar subsídios para políticas públicas.  Para tanto, o estudo foi conduzido de forma longitudinal, com coletas semanais, durante um ano (junho/2021 a maio/2022), em três das principais estações de tratamento de água de Natal. Para obtenção da virosfera, foi utilizado um protocolo de floculação para concentração de partículas virais, e a extração do DNA e RNA viral foi feita utilizando-se kits comerciais. As amostras de águas também foram submetidas a extração de DNA total para avaliação da comunidade microbiana. As amostras semanais foram combinadas por meses e sequenciadas via plataforma NextSeq 1000. Diferentes ferramentas de bioinformática foram utilizadas para acessar o perfil taxonômico, montar contigs e genomas, identificar genes de resistência e de virulência. Redes de coocorrência foram obtidas via análise de dissimilaridade de Bray-Curtis. A virosfera apresentou estabilidade ao longo do ano, principalmente em vírus que infectam microrganismos ou plantas. Foi observada uma alternância na representatividade de vírus que infectam animais. Bacteriófagos associados as bactérias dos gêneros Escherichia, Pseudomonas e Caulobacter estão entre os mais abundantes. O vírus da mancha anelar Odontoglossum foi identificado como um possível biomarcador de vírus RNA de importância agrícola. Entre os vírus de DNA que infectam animais, membros da família Poxviridae foram observados nas amostras. A análise da rede de coocorrência identificou potenciais biomarcadores como o vírus Volepox, o herpesvírus Anatid 1 e o herpesvírus Caviid 2. Entre os vírus de RNA que afetam os animais, os gêneros Mamastrovírus, Rotavírus e Norovírus foram os patógenos mais abundantes. Além disso, membros da família Coronaviridae, incluindo SARS-CoV-2, exibiram alta centralidade na rede de coocorrência, conectando-se até mesmo com vírus não classificados. Além disso, confirmamos a presença de SARS-CoV-2 por qPCR e observamos uma associação entre sequências de Coronaviridae, pluviosidade e o número de casos notificados de COVID-19. Com relação ao metagenôma, a curva de rarefação mostrou que todas as amostras atingiram a estabilidade de espécies, e a análise de diversidade filogenética não revelou diferenças significativas na riqueza e uniformidade das comunidades ao longo dos meses, sugerindo uma composição taxonômica similar durante todo o ano. Entretanto, diferenças na proporção de alguns táxons foram observadas entre as amostras. O gênero Aliarcobacter foi o mais predominante em todas as amostras. A análise de escala multidimensional não métrica (NMDS) revelou a formação de quatro grupos distintos indicando sazonalidade. A análise de análise de correlação canônica (CCA), permitiu avaliar a relação entre o perfil taxonômico e as variações de pluviosidade e temperatura, indicou os mesmos agrupamentos, mas essas variáveis ambientais individualmente não tiveram impacto estatisticamente significativo na composição microbiana. Dentre a comunidade viral identificada no metagenoma, o gênero Paundivirus, predominou na maioria das amostras. Entre janeiro e março, quando crAssphage foi o vírus predominante. Foram identificados 221 genes de resistência antimicrobiana (ARG) classificados em 16 categorias, com os genes de resistência a múltiplas drogas sendo os mais abundantes. Os genes msrE, mphE, sulI e tetC foram mais abundantes, com enriquecimento significativo em janeiro, julho e dezembro. A análise de genes de fatores de virulência (VFG) revelou 213 genes, classificados em 14 categorias, com os fatores de adesão sendo os mais prevalentes. Os genes tapT e mrkC foram os mais abundantes, com enriquecimento significativo em janeiro e abril. As redes de coocorrência revelaram que os ARG mostraram coocorrência significativa com vírus, enquanto poucos ARG coocorreram com VFG. CrAssphage foi o único vírus que coocorreu com VFG. As análises NMDS confirmaram a relação diretamente proporcional entre ARG e vírus e inversamente proporcional entre ARG e VFG. Foram obtidos 95 MAG (genomas montados a partir de metagenomas), dentre as quais 69 genes de resistência, principalmente relacionados à resistência a múltiplas drogas, foram identificados. Adicionalmente, 33 MAG são as que apresentam maior número de ARG.  O gene adeF (associado à resistência a tetraciclina e fluoroquinolona) foi o gene mais recorrente. Das 33 MAG obtidas os gêneros Tolumonas e Rivicola foram os mais representados. Em resumo, os achados deste estudo destacam a complexidade e a estabilidade da comunidade microbiana em ambientes de águas residuais, bem como a presença e a dinâmica de genes de resistência a antimicrobianos e fatores de virulência ao longo do tempo. Tais avanços contribuirão significativamente para a nossa preparação e resposta a futuras ameaças. Além disso, nosso estudo contribui para o conhecimento da dinâmica microbiana, oferecendo insights que podem contribuir para a direção de futuras políticas e intervenções de saúde pública, além de identificar potenciais biomarcadores de monitoramento.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - PABLO IVAN RAMOS - FIOCRUZ
Interno - 1880243 - DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
Externo à Instituição - JÔNATAS SANTOS ABRAHÃO
Presidente - 1149647 - LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
Externo ao Programa - 1507794 - RODRIGO JULIANI SIQUEIRA DALMOLIN - null