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Tipo do documento: Tese
Title: Resistência a antimicrobianos em solos e resíduos de origem animal sob uma perspectiva de saúde única
Other Titles: Alves. Antimicrobial resistance in soils and animal waste from a one health perspective
Authors: Ferreira, Paula Fernanda Alves
Orientador(a): Coelho, Irene da Silva
Primeiro coorientador: Souza, Miliane Moreira Soares de
Primeiro membro da banca: Coelho, Irene da Silva
Segundo membro da banca: Zonta, Everaldo
Terceiro membro da banca: Coelho, Shana de Mattos de Oliveira
Quarto membro da banca: Araújo, Ednaldo da Silva
Quinto membro da banca: Xavier, Gustavo Ribeiro
Keywords: Antibiótico;Impactos ambientais;Resistência bacteriana;Antibiotic;Environmental impacts;Bacterial resistance
Área(s) do CNPq: Agronomia
Idioma: por
Issue Date: 28-Mar-2025
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: FERREIRA, Paula Fernanda Alves. Resistência a antimicrobianos em solos e resíduos de origem animal sob uma perspectiva de saúde única. 2025. 144 f. Tese (Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 2025.
Abstract: Os ambientes agrícolas desempenham um papel significativo como fonte e disseminação da resistência a antimicrobianos. Além disso, fatores como a presença de metais podem favorecer a persistência da resistência. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar como diferentes sistemas de manejo e a presença de metais pesados influenciam a resistência a antimicrobianos em solos e resíduos de origem animal. Foi realizada uma revisão de literatura em busca de artigos que abordassem a resistência antimicrobiana em ambientes agrícolas, com foco em resíduos animais utilizados como fertilizantes agrícolas, solos e águas utilizadas na irrigação, no Brasil até o ano de 2023. Contudo, o número de artigos que exploram essa temática ainda é bastante limitado, sendo que em todos, foram detectadas bactérias resistentes e genes de resistência a antimicrobianos (ARGs) das mais diversas classes, além de elementos genéticos móveis. Foi realizada a avaliação da caracterização química, da diversidade bacteriana e da abundância dos ARGs em solos de áreas de cultivo intensivo de hortaliças e de florestas. Os diferentes usos do solo influenciaram os atributos químicos, refletindo diferenças na diversidade e estrutura da comunidade microbiana. Dos 18 genes relacionados a resistência a antimicrobianos avaliados, sete foram detectados nos solos estudados. Dentre eles, o gene oprD se destacou pela maior abundância, sendo identificado apenas nas áreas de cultivo. Bactérias dos gêneros Enterobacter, Escherichia, Klebsiella e Proteus, isoladas durante a compostagem de cama de cavalo e cama de aviário orgânica e convencional, foram avaliadas quanto ao crescimento em diferentes concentrações de sulfato de cobre, sulfato de zinco e nitrato de chumbo. A maioria desses gêneros apresentou declínio de crescimento com o aumento dos metais, seguido de retomada do crescimento na maior concentração. Além disso, 102 isolados bacterianos isolados durante a compostagem de cama de cavalo e cama de aviário orgânica e convencional foram avaliadas quanto à resistência a antimicrobianos na presença e ausência dos metais pesados, utilizando o método de difusão em disco. A maioria dos isolados bacterianos apresentou-se sensível aos antimicrobianos na ausência e presença dos metais pesados, mas alguns apresentaram alteração no perfil de sensibilidade ou resistência quando expostos aos metais pesados, especialmente no meio contendo zinco. As bactérias que se tornaram resistentes ao imipenem na presença de sulfato de zinco, foram selecionadas para avaliação quanto à resistência ao meropenem. Dessas, 16 tornaram-se resistentes a meropenem na presença do zinco. Essas cepas resistentes foram testadas como potenciais produtoras de metalobetalactamases (MBLs), resultando em quatro isolados positivos para MBLs, sendo estes pertencentes as espécies Enterobacter cloacae, Enterobacter kobei e Proteus mirabilis. Baseado no exposto, torna-se evidente que os sistemas de manejo refletem na estrutura da comunidade bacteriana e desempenham um papel crucial na modulação da resistência a antimicrobianos em solos e resíduos de origem animal, destacando a necessidade de mais estudos sobre esse tema. Esses ambientes podem funcionar como reservatórios e fontes de resistência, representando riscos significativos à saúde pública. Estas informações reforçam a importância de abordar esta temática em uma abordagem de Saúde Única que integra a saúde humana, animal e ambiental.
Abstract: Agricultural environments play a significant role as sources and pathways for the dissemination of antimicrobial resistance. Furthermore, factors such as the presence of metals can promote the persistence of resistance. This study aimed to evaluate how different management systems, and the presence of heavy metals influence antimicrobial resistance in soils and animal residues. A literature review was conducted to identify articles addressing antimicrobial resistance in agricultural environments, with a focus on animal residues used as fertilizers, soils, and irrigation water in Brazil up to the year 2023. Although the number of studies exploring this topic is still quite limited, all the reviewed articles reported the detection of resistant bacteria, antimicrobial resistance genes (ARGs) from various classes, and mobile genetic elements. The chemical characterization, bacterial diversity, and abundance of ARGs in soils from areas of intensive vegetable cultivation and forested regions were evaluated. Different land uses affected chemical attributes, leading to variations in the diversity and structure of the microbial community. Among the 18 target genes evaluated, seven were detected in the soils studied, with the oprD gene standing out due to its higher abundance, being identified exclusively in cultivated areas. Bacteria belonging to the genera Enterobacter, Escherichia, Klebsiella and Proteus, isolated during the composting of horse manure and organic and conventional poultry litter, were assessed for growth under varying concentrations of copper sulfate, zinc sulfate, and lead nitrate. Most isolates exhibited reduced growth with increasing concentrations of salts, followed by growth recovery at the highest concentration. Additionally, 102 bacterial isolates from the composting process were evaluated for antimicrobial resistance in the presence and absence of heavy metals using the disk diffusion method. Most bacterial isolates were sensitive to antimicrobials under both conditions; however, some showed alterations in their sensitivity or resistance profiles when exposed to heavy metals, particularly in zinc-containing media. Bacteria that developed resistance to imipenem in the presence of zinc sulfate were subsequently tested for resistance to meropenem. Among these, 16 isolates became resistant to meropenem in the presence of zinc. These resistant strains were further tested for the production of metallobetalactamases (MBLs), resulting in four MBLs positive isolates belonging to the species Enterobacter cloacae, Enterobacter kobei and Proteus mirabilis. Based on these findings, it is evident that management systems influence the structure of the bacterial community and play a critical role in modulating antimicrobial resistance in soils and animal waste. This underscores the need for further studies on this topic. Agricultural environments can act as reservoirs and sources of resistance, posing significant risks to public health. These findings highlight the importance of addressing this issue through a One Health approach that integrates human, animal, and environmental health.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/22142
Appears in Collections:Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo

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