Tese de Doutorado

A crescente preocupação global com a resistência aos antimicrobianos (RAM) tem ressaltado a necessidade de estratégias eficazes de vigilância ambiental, especialmente em ecossistemas aquáticos onde a saúde humana, animal e ambiental se interconecta. Bivalves, como as ostras, atuam como sentinelas valiosos devido ao seu comportamento de filtração, que facilita a acumulação de microrganismos e contaminantes provenientes das águas ao seu redor. Este estudo investiga o papel das ostras (Crassostrea spp.) na disseminação de patógenos de prioridade crítica nos estados de São Paulo e Santa Catarina, Brasil. Foram realizadas análises microbiológicas e moleculares em amostras de ostras coletadas de ostras prontas para consumo, fazendas aquícolas e bancos naturais para avaliar a presença de patógenos clinicamente relevantes. Ensaios de concentração inibitória mínima (CIM) foram conduzidos para avaliar os perfis de resistência a antibióticos e metais pesados em bactérias resistentes a antibióticos. O sequenciamento do genoma completo (WGS) foi empregado para caracterizar o resistoma, viruloma e plasmidoma, com foco em Enterobacterales produtores de beta-lactamases de espectro estendido (ESBL). Além disso, a espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) foi utilizada para quantificar as concentrações de metais pesados nos tecidos das ostras. No presente estudo, são relatados dados inéditos da presença de Enterobacterales resistentes a antimicrobianos em ostras prontas para consumo, incluindo sequência tipos (STs) clinicamente relevantes, como Klebsiella pneumoniae ST307, Klebsiella quasipneumoniae ST506 e Escherichia coli ST38 e ST23. Notavelmente, este estudo fornece o primeiro relato de Citrobacter telavivensis positivo para CTX-M-15 em ostras prontas para consumo, marcando a primeira identificação desse patógeno fora de ambientes clínicos. Em ostras de um sistema estuarino subtropical associado à aquicultura, identificamos clones de E. coli produtores de ESBL de alto risco, incluindo ST10, ST226 e ST602, sendo ST602 e ST10 mais prevalentes durante a estação do verão. Além disso, pela primeira vez fora de ambientes clínicos, relatamos um Enterobacter kobei ST87 produtor de CTX-M-15 isolado de uma depuradora de ostras. Também foram detectados altos níveis de arsênio total (As) em ostras que abrigavam Enterobacterales positivos para ESBL. Nossos achados sugerem ainda um possível papel dos operons de resistência ao arsênio em Enterobacterales produtores de ESBL, o que pode favorecer a sobrevivência bacteriana em ambientes aquáticos contaminados e nos tecidos das ostras. Esses resultados indicam a presença generalizada de Enterobacterales resistentes a antibióticos de alto risco em ostras prontas para consumo, levantando preocupações sobre suas implicações para a saúde pública e a segurança alimentar. Além disso, as ostras podem servir como sentinelas eficazes da RAM e da contaminação por metais pesados em ecossistemas estuarinos subtropicais. Os achados deste estudo fornecem informações essenciais que podem auxiliar autoridades de saúde pública, aquicultura e formuladores de políticas ambientais na mitigação dos riscos associados à resistência aos antimicrobianos em ecossistemas costeiros.

The growing global concern over antimicrobial resistance (AMR) has underscored the need for effective environmental surveillance strategies, particularly in aquatic ecosystems where human, animal, and environmental health intersect. Bivalves, such as oysters, serve as valuable sentinels due to their filter-feeding behavior, which facilitates the accumulation of microorganisms and contaminants from their surrounding waters. This study investigates the role of oysters (Crassostrea spp.) in the dissemination of critical priority pathogens in the states of São Paulo and Santa Catarina, Brazil. Microbiological and molecular analyses were performed on oyster samples collected from ready-to-eat oysters, aquaculture farms, and natural banks to assess the presence of clinically relevant pathogens. Minimum inhibitory concentration (MIC) assays were conducted to evaluate antibiotic and heavy metal resistance profiles of antibiotic-resistant bacteria. Whole-genome sequencing (WGS) was employed to characterize the resistome, virulome, and plasmidome, with a focus on extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing Enterobacterales. Additionally, inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) was used to quantify heavy metal concentrations in oyster tissue samples. In this study, we report the presence of antimicrobial-resistant Enterobacterales in ready-to-eat oysters, including clinically relevant sequence types (STs) such as Klebsiella pneumoniae ST307, Klebsiella quasipneumoniae ST506, and Escherichia coli ST38 and ST23. Notably, this study provides the first report of a CTX-M-15-positive Citrobacter telavivensis in ready-to-eat oysters, marking the first identification of this pathogen outside clinical settings. In oysters from a subtropical estuarine system associated with aquaculture, we identified high-risk ESBL-producing E. coli clones, including ST10, ST226, and ST602, with ST602 and ST10 being more prevalent during the summer season. Furthermore, for the first time outside clinical settings, we report a CTX-M-15-producing Enterobacter kobei ST87 isolated from a depuration facility. Additionally, high levels of total arsenic (As) were detected in oysters harboring ESBL-positive Enterobacterales. Our findings also suggest a potential role of arsenic resistance operons in ESBL-producing Enterobacterales, which may enhance bacterial survival in contaminated aquatic environments. These results indicate the widespread presence of high-risk antibiotic-resistant Enterobacterales in ready-to-eat oysters, raising concerns about their implications for public health and food safety. Moreover, oysters could serve as effective sentinels of AMR and heavy metal contamination in subtropical estuarine ecosystems. The findings of this study provide critical insights that could aid public health authorities, aquaculture stakeholders, and environmental policymakers in mitigating the risks associated with antimicrobial resistance in coastal ecosystems.