Nanoplásticos parecem tornar a E. coli mais virulenta, aponta estudo

Vivemos rodeados por fragmentos de plástico, e muitos dos menores têm dimensões que vão de cerca de 1 micrômetro até apenas 1 nanômetro.

Ainda se sabe pouco sobre os impactos desses minúsculos “nanoplásticos” na saúde. Porém, o tamanho ínfimo e a enorme presença no ambiente fazem com que esses pedaços sintéticos possam representar um risco desproporcional - e não apenas para seres humanos. Na realidade, o efeito potencial não se limita sequer a organismos com células tão complexas quanto as nossas.

O que o estudo observou sobre nanoplásticos e E. coli

Um novo estudo indica que nanoplásticos também parecem provocar estresse em bactérias patogénicas E. coli.

À primeira vista, isso pode soar como algo positivo para nós, numa lógica de “o inimigo do meu inimigo é meu amigo”. Só que, de acordo com o trabalho, a história não é tão simples.

Os nanoplásticos não alteraram de forma significativa a sobrevivência da E. coli. Ainda assim, influenciaram outras características bacterianas, como o desenvolvimento de biofilmes e o crescimento global. O ponto mais relevante para nós, ao que tudo indica, é que a exposição a nanoplásticos aparentemente leva a E. coli a tornar-se mais virulenta.

O estudo traz uma perspetiva nova sobre essa dinâmica, afirma o autor sénior Pratik Banerjee, microbiologista molecular do Departamento de Ciência dos Alimentos e Nutrição Humana da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

“Outros estudos avaliaram a interação de nanoplásticos e bactérias, mas até agora o nosso é o primeiro a analisar os impactos de microplásticos e nanoplásticos em bactérias patogénicas humanas”, diz Banerjee.

E. coli O157:H7 e nanoplásticos de poliestireno

A equipa concentrou-se na E. coli O157:H7 - um patógeno conhecido, frequentemente associado a surtos de intoxicação alimentar - e produziu nanoplásticos a partir de poliestireno, um polímero sintético e um dos tipos de plástico mais usados.

Os cientistas verificaram que nanoplásticos com superfície carregada positivamente tendem a gerar mais estresse fisiológico nesse serótipo de E. coli, desencadeando uma resposta defensiva. Sob estresse, as bactérias passam a fabricar mais toxina semelhante à Shiga, a substância característica que causa doença.

Carga superficial dos nanoplásticos e resposta de estresse

Como a superfície da bactéria tem carga negativa, os autores suspeitaram que a E. coli poderia ser prejudicada por nanoplásticos com carga positiva. Para testar a hipótese, atribuíram às partículas uma carga positiva, neutra ou negativa antes de as expor à E. coli.

“Começámos pela carga superficial. Os plásticos têm uma enorme capacidade de adsorver substâncias químicas. Cada substância tem um efeito diferente na carga superficial, com base na quantidade adsorvida e no tipo de plástico”, explica Banerjee.

“Não analisámos os efeitos das próprias substâncias químicas neste artigo - isso é o nosso próximo estudo -, mas este é o primeiro passo para entender como a carga superficial dos plásticos influencia a resposta da E. coli patogénica”, acrescenta.

Além de aumentarem a produção de toxina, as bactérias em estado livre (nadando no meio) passaram a multiplicar-se mais lentamente quando expostas a nanoplásticos com carga positiva. O estudo também constatou que, no primeiro contacto com esses plásticos carregados, elas demoraram mais para formar biofilmes de modo coletivo.

Reunir-se em biofilme pode trazer vantagens específicas para as bactérias, incluindo a criação de uma camada extracelular protetora. Embora trabalhos anteriores tenham examinado como nanoplásticos afetam bactérias em estado livre, ainda há pouco conhecimento sobre o impacto desses materiais nos biofilmes.

Biofilmes, virulência e genes afetados

Dada a importância dos biofilmes em situações reais, os autores quiseram entender como nanoplásticos interferem na E. coli nesse modo de vida. Para isso, ofereceram às bactérias uma superfície para colonização, aguardaram uma a duas semanas até o biofilme se estabelecer e, então, adicionaram nanoplásticos com cargas diferentes.

Mesmo dentro do biofilme, a exposição a nanoplásticos com carga positiva continuou a causar estresse, e as bactérias voltaram a produzir toxina semelhante à Shiga em maior quantidade. Além disso, condições de carga positiva ou negativa influenciaram alterações em genes de virulência.

“Biofilmes são uma estrutura bacteriana muito robusta e difícil de erradicar. Eles são um grande problema na área médica, formando-se em dispositivos como cateteres ou implantes, e também na indústria alimentícia”, diz Banerjee.

“Um dos nossos objetivos era ver o que acontece quando este patógeno humano, que é comumente transmitido por alimentos, encontra esses nanoplásticos do ponto de vista de um biofilme”, afirma.

Dispensa dizer que o aumento de virulência é um sinal preocupante num patógeno que já está por trás de numerosos casos de doença transmitida por alimentos.

Os investigadores afirmam que serão necessários mais estudos para aprofundar esses resultados e esclarecer as diversas formas pelas quais a poluição por nanoplásticos pode afetar a E. coli e outras bactérias patogénicas.

O estudo foi publicado na Revista de Nanobiotecnologia.