Bioaerossóis cultiváveis na região do observatório da Torre Alta da Amazônia (ATTO) : caracterização, atividade antimicrobiana e potencialidades para uso sustentável

Abstract

Resumo: Caracterizada como parte essencial do suporte à vida na Terra, a biodiversidade resulta de um longo processo de evolução, especiação e imigração de novas espécies, contemplando desde a diversidade de genes até organismos mais complexos. O Brasil, de uma forma geral, é reconhecido como um dos países que possuem os maiores índices de biodiversidade do mundo. O Bioma Amazônico, por exemplo, abriga um grande número de aves, peixes de água doce, borboletas e primatas, trata-se de um domínio único no planeta. Entretanto, os dados sobre a diversidade microbiana brasileira são escassos e o mesmo vale para o conhecimento sobre a diversidade de bioaerossóis cultiváveis. O Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) desempenha um papel fundamental, pois colabora para a obtenção de dados de base e documentar as atuais condições atmosféricas e ecológicas, antes das próximas mudanças que poderão mudar para sempre a face da Amazônia. Deste modo, se torna um local propício para estudos e investigações sobre os bioaerossóis cultiváveis presentes nesse ambiente. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi investigar os isolados de bioaerossóis pertencentes a coleção microbiológica do Laboratório de Microbiologia Molecular do Setor Litoral - UFPR, coletados no ATTO em estações distintas, no período chuvoso em 2018 e no período de estiagem em 2019. Por meio da realização de um inventário dos isolados coletados nos dois períodos e identificação ao nível de gênero os isolados presentes no dendrograma, obtido por espectrometria de massas por MALDI-TOF, para então analisar a presença de potenciais atividades antimicrobianas nos extratos secundários de fungos e bactérias. Os isolados foram identificados a partir da conciliação entre os métodos de espectrometria de massa MALDI-TOF e sequenciamento Sanger dos genes específicos 16 rDNA para bactérias e 18S rDNA e Regiões do ITS para fungos. A verificação da atividade antimicrobiana foi realizada por meio da técnica de difusão em disco dos extratos fúngicos e bacterianos sobre as bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. As coletas de bioaerossóis cultiváveis, que ocorreram entre 2018 e 2019, resultaram no cultivo e isolamento de 200 culturas entre fungos e bactérias, sendo 77 coletados na estação seca e 123 coletados na estação chuvosa, desses foram identificados até o momento 32. Entre os isolados identificados foi possível observar a predominância dos filos Ascomycota (Reino fungi) e Firmicutes (Reino bacteria). Entre a diversidade de gêneros houve a predominância de Bacillus e Penicillium, seguidos dos gêneros Streptomyces, Purpureocillium, Aneurinibacillus, Aspergillus, Staphylococcus, Gordonia e Paenibacillus. Estes isolados foram cultivados e seus extratos foram avaliados quanto a capacidade de inibição do crescimento de bactérias patogênicas. Dos 38 extratos produzidos pelo metabolismo secundário dos isolados avaliados, 55% foram capazes de produzir halos de inibição de crescimento bacteriano, demonstrando potencial de ação antibacteriana.

Abstract: Characterized as an essential part of life support on Earth, biodiversity is the result of a long process of evolution, speciation, and immigration of new species, ranging from gene diversity to more complex organisms. Brazil, in general, is recognized as one of the countries with the highest levels of biodiversity in the world. The Amazon Biome, for example, is home to a large number of birds, freshwater fish, butterflies, and primates; it is a unique domain on the planet. However, data on Brazilian microbial diversity is scarce, and the same is true for knowledge about the diversity of cultivable bioaerosols. The Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) plays a key role, since it collaborates to obtain baseline data to document the current atmospheric and ecological conditions, before the coming changes that may change forever the face of the Amazon. Thus, it becomes an ideal place for studies on the cultivable bioaerosols present in this environment. Thus, the aim of this study was to investigate the bioaerosols isolates belonging to the microbiological collection of the Molecular Microbiology Laboratory of the Litoral Sector - UFPR, collected in the ATTO in different seasons, in the rainy period in 2018 and in the dry period in 2019. An inventory of the isolates collected in both periods was made and the isolates present in the dendrogram, obtained by MALDI-TOF mass spectrometry, were identified at the genus level. Then the antimicrobial activity of the secondary extracts of fungi and bacteria was evaluated. The isolates were identified by reconciling the MALDI-TOF mass spectrometry and Sanger sequencing methods of the specific 16 rDNA genes for bacteria and 18S rDNA and ITS regions for fungi. The verification of antimicrobial activity was performed using the disc diffusion technique of the fungal and bacterial extracts against Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria. The collections of cultivable bioaerosols occurred between 2018 and 2019, resulting in the cultivation and isolation of 200 cultures among fungi and bacteria, being 77 collected in the dry season and 123 collected in the rainy season, of these were identified so far 32. Among the identified isolates it was possible to observe the predominance of the phyla Ascomycota (fungi kingdom) and Firmicutes (bacteria kingdom). Among the diversity of genera, Bacilli and Penicillium predominated, followed by Streptomyces, Purpureocillium, Aneurinibacillus, Aspergillus, Staphylococcus, Gordonia and Paenibacillus. From the 38 extracts produced by the secondary metabolism of the isolates evaluated, 55% of the extracts showed inhibition halos, demonstrating potential antibacterial action.