A novel chromosomally encoded OXA-12-like β-lactamase variant (bla OXA-1433 ) in a new Aeromonas veronii sequence type (ST3591) from ready-to-eat oysters

As bactérias são mestres da adaptação, evoluindo constantemente novas formas de sobreviver em ambientes em constante mudança. Uma de suas ferramentas de sobrevivência mais poderosas é a capacidade de resistir a antibióticos, os medicamentos projetados para matá-las. Essa resistência não é apenas um problema encontrado em hospitais; ela circula livremente em rios, oceanos e na comida que comemos. Os frutos do mar, particularmente os moluscos como as ostras, vivem na intersecção do mundo natural e do consumo humano. Como as ostras filtram grandes quantidades de água para se alimentar, elas podem concentrar bactérias e material genético de seus arredores. Isso as torna uma janela crítica para entender como os genes de resistência se movem pelo ambiente e potencialmente chegam às pessoas. Cientistas estão cada vez mais interessados nas bactérias encontradas em frutos do mar prontos para o consumo, não apenas para garantir a segurança alimentar, mas para rastrear a evolução natural desses defensores microscópicos antes que eles se tornem uma ameação à saúde humana.

Em um estudo recente, pesquisadores examinaram ostras prontas para o consumo de uma fonte comercial em Florianópolis, Brasil, para ver quais bactérias elas carregavam. Entre as amostras, eles encontraram um tipo específico de bactéria chamada Aeromonas veronii. Embora essa bactéria seja comum em ambientes aquáticos, a encontrada nessas ostras era incomum. Ela pertencia a uma família genética, ou tipo de sequência, anteriormente desconhecida, que os pesquisadores designaram como ST3591. Mais importante, essa linhagem específica mostrou resistência a uma classe poderosa de antibióticos conhecidos como carbapenêmicos. Esses fármacos são frequentemente considerados um último recurso para o tratamento de infecções graves, portanto, encontrar uma bactéria que possa resistir a eles nos alimentos é significativo. A equipe se propôs a entender exatamente como essa bactéria alcançou essa resistência e de onde vieram as instruções genéticas para ela.

Para resolver esse mistério, os cientistas usaram sequenciamento genético avançado para ler todo o manual de instruções, ou genoma, da bactéria. Eles combinaram duas tecnologias diferentes de sequenciamento para garantir que capturassem cada detalhe do DNA do organismo. Esse mapa genético de alta qualidade permitiu identificar os genes específicos responsáveis pela resistência aos antibióticos. Eles descobriram que a bactéria carregava uma nova versão de um gene chamado blaOXA-1433. Este gene produz uma enzima, um tipo de proteína que atua como tesouras moleculares, capaz de cortar e destruir antibióticos carbapenêmicos. Os pesquisadores nomearam esta nova variante de enzima como OXA-1433. É uma parente próxima de uma enzima conhecida chamada OXA-12, compartilhando quase 95 por cento de seus blocos de construção de aminoácidos, mas difere em 13 pontos específicos. Apesar dessas pequenas diferenças, a nova enzima manteve as características estruturais essenciais necessárias para funcionar como uma carbapenemase, neutralizando efetivamente o fármaco.

O estudo foi além de apenas identificar o gene; investigou onde este gene vivia dentro do DNA da bactéria e se poderia facilmente saltar para outras bactérias. Os pesquisadores descobriram que o gene blaOXA-1433 estava incorporado diretamente no cromossomo principal da bactéria, a biblioteca central de suas informações genéticas. Ele estava cercado por genes estáveis e essenciais que a bactéria precisa para sobreviver, como aqueles envolvidos na construção de sua parede celular e geração de energia. Crucialmente, a área ao redor deste gene de resistência carecia de elementos genéticos móveis, como genes saltadores ou plasmídeos, que normalmente ajudam a resistência a se espalhar rapidamente entre diferentes bactérias. Isso sugere que a resistência é uma característica intrínseca e integrada desta linhagem bacteriana específica, em vez de um traço adquirido recentemente que poderia ser facilmente transmitido. O gene parece ser uma parte estável da história evolutiva da bactéria, mantida ao longo do tempo dentro deste grupo de bactérias aquáticas.

Para confirmar que este novo gene era de fato a causa da resistência, a equipe realizou testes de laboratório. Eles expuseram a bactéria ao imipenem, um tipo de antibiótico carbapenêmico, e observaram para ver se as bactérias poderiam quebrá-lo. Os resultados mostraram que a bactéria hidrolisou, ou quebrou, o antibiótico com sucesso. Eles também testaram se a resistência dependia de íons metálicos, que é uma característica de uma classe diferente de enzimas de resistência. O teste mostrou que a resistência permaneceu forte mesmo quando os íons metálicos foram bloqueados, confirmando que a enzima OXA-1433, que não depende de metais, era o agente ativo. Essa descoberta descartou a possibilidade de que outro tipo de enzima, que a bactéria também carregava e que requer metais para funcionar, fosse a causa primária da resistência.

A descoberta deste novo tipo de sequência e seu gene de resistência único destaca a diversidade oculta das bactérias que vivem em nosso suprimento de alimentos. Os pesquisadores descobriram que esta linhagem específica de Aeromonas veronii, com sua nova identidade genética e sua resistência cromossomalmente codificada e estável, representa uma combinação de características anteriormente desconhecida no ambiente. Embora esta bactéria específica não seja atualmente uma grande causa de doenças humanas, sua presença em ostras prontas para o consumo serve como um lembrete de que os ecossistemas aquáticos são reservatórios dinâmicos para inovação genética. O estudo sugere que a evolução da resistência aos antibióticos é um processo natural contínuo que ocorre na cadeia alimentar, impulsionado pela constante adaptação das bactérias aos seus ambientes. Ao monitorar essas mudanças em frutos do mar, os cientistas podem entender melhor as origens e a estabilidade dos genes de resistência, fornecendo um quadro mais claro de como os defensores microscópicos evoluem antes mesmo de encontrarem um paciente humano.