Em hospitais, como a Pseudomonas aeruginosa pode comer plástico

A crise do plástico costuma ser associada a praias e aterros lotados - mas ela também desafia a ciência a encontrar saídas viáveis para reduzir esse volume de resíduos.

Nos últimos anos, microbiologistas identificaram bactérias capazes de degradar diferentes tipos de plástico, o que aponta para caminhos potencialmente mais sustentáveis.

Esses microrganismos “comedores de plástico” poderiam, no futuro, ajudar a diminuir as montanhas de lixo que entopem aterros e acabam no mar. Só que essa solução não é perfeita: no ambiente errado, eles também podem virar um problema sério.

Em hospitais, o plástico está por toda parte - em suturas (especialmente as dissolvíveis), curativos e implantes. Então surge a pergunta: bactérias presentes no ambiente hospitalar poderiam quebrar esse plástico e até se alimentar dele?

Para investigar isso, analisamos os genomas de patógenos hospitalares conhecidos (bactérias que causam doenças) em busca das mesmas enzimas degradadoras de plástico já encontradas em microrganismos do ambiente.

Para nossa surpresa, vimos que alguns germes hospitalares, como Pseudomonas aeruginosa, podem ter capacidade de degradar plástico.

A P. aeruginosa está associada a cerca de 559.000 mortes no mundo todos os anos. E muitas dessas infecções são adquiridas em hospitais.

Pacientes em ventilação mecânica ou com feridas abertas - por cirurgia ou queimaduras - correm um risco particular de infecção por P. aeruginosa. O mesmo vale para pessoas com cateteres.

Depois da busca computacional em bancos de dados bacterianos, decidimos avançar para o laboratório e testar a capacidade de “comer plástico” da P. aeruginosa.

Focamos em uma cepa específica dessa bactéria que tinha um gene para produzir uma enzima degradadora de plástico. Ela havia sido isolada de um paciente com infecção em ferida. Descobrimos que, além de quebrar o plástico, ela conseguia usar esse material como alimento para crescer. Essa habilidade vem de uma enzima que chamamos de Pap1.

Biofilms

A P. aeruginosa é considerada um patógeno de alta prioridade pela Organização Mundial da Saúde. Ela consegue formar camadas resistentes chamadas biofilmes, que a protegem do sistema imunológico e de antibióticos - o que torna o tratamento muito difícil.

Nosso grupo já havia mostrado que, quando bactérias ambientais formam biofilmes, elas podem degradar plástico mais rapidamente. Então levantamos a hipótese de que ter uma enzima que degrada plástico poderia ajudar a P. aeruginosa a atuar como patógeno. De forma marcante, ajuda sim. Essa enzima deixou a cepa mais danosa e contribuiu para a formação de biofilmes maiores.

Para entender como a P. aeruginosa conseguia construir um biofilme maior quando estava sobre plástico, desmontamos o biofilme. Em seguida, analisamos do que ele era feito e constatamos que esse patógeno estava ampliando o biofilme ao incorporar o plástico degradado nessa proteção viscosa - ou “matriz”, como é chamada formalmente. A P. aeruginosa estava usando o plástico como um cimento para levantar uma comunidade bacteriana mais robusta.

Patógenos como a P. aeruginosa conseguem sobreviver por muito tempo em hospitais, onde o plástico é onipresente. Essa persistência pode estar ligada à capacidade de “comer” plásticos? Achamos que isso é uma possibilidade real.

Muitos tratamentos médicos dependem de plásticos, como implantes ortopédicos, cateteres, implantes dentários e curativos de hidrogel para tratar queimaduras. Nosso estudo indica que um patógeno capaz de degradar o plástico desses dispositivos pode se tornar um problema grave. Isso pode fazer o tratamento falhar ou piorar a condição do paciente.

Felizmente, cientistas vêm trabalhando em soluções - por exemplo, acrescentar substâncias antimicrobianas a plásticos de uso médico para impedir que germes se alimentem deles. Mas agora que sabemos que alguns microrganismos conseguem quebrar plástico, será preciso levar isso em conta na escolha de materiais para usos médicos no futuro.

Ronan McCarthy, Professor in Biomedical Sciences, Brunel University of London and Rubén de Dios, Postdoctoral Research Fellow, Biotechnology, Brunel University of London

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