Debaixo das ruas de uma cidade corre um fluxo silencioso de informação biológica, em que fragmentos de DNA, bactérias e vírus circulam pelo sistema de esgoto, formando um arquivo invisível da vida urbana. Um estudo pioneiro da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em Natal, capital do Rio Grande do Norte, decifrou esse material e revelou que os genes de resistência a antibióticos (conhecidos tecnicamente como ARGs) e os fatores de virulência (VFGs) são impulsionados por forças distintas
Os dados mostram que, quando chove muito, aumentam os sinais de resistência das bactérias, porque a água da chuva leva esse material das ruas para o esgoto. Já os genes de virulência, que indicam a capacidade dos microrganismos de causar doenças, aumentam com a chegada de turistas internacionais, sugerindo que a movimentação de pessoas traz marcas temporárias que influenciam o microbioma da cidade.
Vigilância genômica longitudinal
A pesquisa, publicada na revista científica Environmental Pollution, foi conduzida pelas pesquisadoras Júlia Firme Freitas, Thais Teixeira Oliveira e pela professora Lucymara Fassarella, do Laboratório de Biologia Molecular e Genômica (LBMG), do Departamento de Biologia Celular e Genética (DBG) da UFRN. Durante doze meses consecutivos, entre junho de 2021 e maio de 2022, as pesquisadoras acompanharam o comportamento microbiológico das águas residuais que chegam às estações de tratamento do Baldo, de Ponta Negra e de Beira Rio, responsáveis por atender grande parte da população urbana da capital potiguar.
O estudo baseia-se em vigilância genômica longitudinal, abordagem que acompanha ao longo do tempo o material genético presente em um ambiente coletivo. Amostras de esgoto foram coletadas semanalmente nas três estações de tratamento e reunidas em composições mensais representativas do fluxo urbano.
Em laboratório, o material genético foi sequenciado por metagenômica shotgun, técnica que permite analisar simultaneamente o DNA de todos os microrganismos presentes em uma amostra ambiental e produzir um panorama detalhado das comunidades microbianas e de seus genes.
A leitura desse material permitiu o mapeamento detalhado do resistoma (ARG) e do viruloma (VFG) urbanos, identificando tanto as espécies de bactérias e vírus presentes quanto os genes específicos que elas portam. Para explicar as variações observadas nesses conjuntos biológicos, as análises de bioinformática incorporaram dados externos, como os registros de chuva do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet) e o fluxo de passageiros no aeroporto de Natal, fornecidos pela Agência Nacional de Aviação Civil (Anac). Foi essa integração de dados biológicos, ambientais e demográficos que permitiu identificar como a composição genética do esgoto reage diretamente à mobilidade humana e às mudanças do clima.
Resistência a medicamentos
A análise também revelou que o esgoto abriga reservatórios silenciosos de resistência antimicrobiana. A partir das sequências obtidas, as pesquisadoras reconstruíram 95 genomas bacterianos completos diretamente a partir das amostras ambientais, conhecidos como MAGs, do inglês “genomas montados a partir de metagenomas”. Entre eles, 33 apresentam potencial de multirresistência a medicamentos. Parte desses microrganismos pertence a grupos ainda pouco explorados, como o gênero Tolumonas e a família Aquaspirillaceae, capazes de portar e transferir genes de resistência entre bactérias.
O sequenciamento também revelou interações entre vírus, bactérias e genes associados à resistência e à virulência. Vírus bacteriófagos, que infectam bactérias, apresentam associação com genes de resistência antimicrobiana, sugerindo participação na transferência genética entre microrganismos. Já a presença viral mostra correlação inversa com genes de virulência, indicando possível influência sobre bactérias potencialmente patogênicas.
Entre os vírus identificados, destaca-se o crAssphage, utilizado como marcador da presença de material fecal humano. Durante períodos de maior circulação internacional de pessoas, foi observado aumento relativo desse micro-organismo na composição viral do esgoto, indicando que fluxos populacionais deixam marcas detectáveis no material genético que percorre a rede de águas residuais da cidade.
Saúde Única
A pesquisa ainda dialoga com o princípio da Saúde Única — abordagem que integra a saúde humana, animal e ambiental —, isso porque o esgoto urbano reúne microrganismos provenientes de pessoas, animais e ambientes naturais, funcionando como ponto de convergência dessas fontes. Em cidades como Natal, essa dinâmica se conecta a ecossistemas sensíveis próximos à área urbana, como o Parque Estadual das Dunas.
Outro aspecto relevante do estudo é a geração de dados longitudinais no Hemisfério Sul, ainda pouco representados na literatura científica sobre vigilância baseada em águas residuais. O monitoramento contínuo realizado em Natal oferece uma série temporal detalhada em um contexto urbano marcado pela presença de turismo internacional e por desafios estruturais de saneamento.
Nesse cenário, o sistema de esgoto deixa de ser visto apenas como infraestrutura de descarte e passa a funcionar como um observatório biológico da cidade. Ou seja, no interior desse fluxo subterrâneo, circulam sinais genéticos capazes de revelar, em escala microscópica, como o clima, a urbanização e a mobilidade humana interagem na formação da paisagem biológica que acompanha a vida urbana. Dessa forma, estratégias de vigilância genômica e de epidemiologia baseada em águas residuais são abordagens custo-efetivas e não invasivas, que podem subsidiar políticas públicas de prevenção de riscos à saúde humana e ao meio ambiente.
Fonte: Agecom/UFRN
