2.4.3.1 Papel dos Biocidas na AMR Aquisição e Disseminação
Biocidas, que podem ser definidos como substâncias activas e preparações que contêm um ou mais compostos ativos pretende desactivar, ou exercer o controlo de efeito sobre micro-organismos prejudiciais, são amplamente utilizados para a manutenção dos níveis necessários de higiene no fazendas, matadouros e processamento de alimentos local . Nas fazendas, eles são usados para a limpeza e desinfecção de áreas associadas com animais de criação, incluindo edifícios de fazenda, camas, equipamentos, banhos de bota, e veículos de transporte, entre outros. Além disso, uma série de biocidas são habitualmente utilizados em matadouros e áreas de produção e transformação de alimentos para desinfecção de equipamentos e superfícies, a fim de controlar a colonização por microrganismos potencialmente perigosos. Some of the most widely used biocides are alcohols, aldehydes, chlorine, and chlorine- releasing agents (sodium hypochlorite, chlorhexidine), iodine, peroxygen compounds (hydrogen peroxide, peracetic acid), phenolic type compounds, quaternary ammonium compounds (benzalkonium chloride), bases (sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate), and acids (mineral and organic acids).
os biocidas são geralmente utilizados em explorações, matadouros e indústrias alimentares em concentrações muito superiores às concentrações inibitórias mínimas (MIC) de todos os principais microrganismos-alvo, pelo que devem ser capazes de garantir a inactivação microbiana e evitar o desenvolvimento de resistência aos biocidas. No entanto, concentrações subóptimas de biocidas ocorrem em nichos selecionados (por exemplo, sob objetos ou em fissuras e fendas e outros locais de harboragem) ou como consequência do uso indevido. Presença de matéria orgânica (conhecidos para inativar alguns biocidas, tais como compostos clorados), pode reduzir a sua eficácia, enquanto errada formulação, inadequado, armazenamento de formulações e distribuição inadequada do composto em superfícies e equipamentos pode resultar em uma diminuição no ativo biocida de concentração em alguns locais no local . Podem também ocorrer nichos com baixas concentrações de biocidas através do enxaguamento de áreas frequentemente limpas e desinfectadas ou através da aplicação de biocidas em superfícies húmidas, com uma consequente diluição do composto em concentrações que podem ser subletais para microrganismos. Além disso, as linhas de eliminação de águas residuais podem proporcionar o contacto permanente de microrganismos com baixas concentrações de biocidas. Por exemplo, concentrações subletais de compostos de amónio quaternário representativos, tais como compostos de dialquildimetilamónio e cloretos de benzalcónio, foram identificadas em sedimentos fluviais (26 e 1.5 ppm, respectivamente) e águas residuais dos hospitais (1,5–4 ppm) . O mesmo se aplica, provavelmente, às águas residuais das explorações agrícolas, matadouros e instalações de transformação de alimentos. Portanto, comunidades microbianas colonizando ambientes dentro de fazendas, matadouros e instalações de produção de alimentos (incluindo ambientes de contato com alimentos) são recorrentemente expostos a concentrações subinibitórias de biocidas, e isso pode ter um impacto na ecologia microbiana e na segurança alimentar.
Selecção de produtos biocidas de microorganismos resistentes pela exposição a subótima concentrações de biocida foi descrito para ocorrer, para alguns compostos biocidas e espécies microbianas (por exemplo, Li. monocytogenes—compostos de amónio quaternário, hipoclorito de sódio; Salmonella Typhimurium—triclosan; E. coli—fosfato trissódico, nitrito de sódio, sódio hypochloride) . A resistência aos biocidas representa uma questão de saúde pública potencialmente importante, uma vez que pode contribuir para o aumento da persistência de microrganismos patogénicos e de deterioração na cadeia alimentar. Bacteriana persistência, que pode ser definida como a sobrevivência por longos períodos de tempo em um determinado local é uma grande preocupação para as indústrias de alimentos, pois pode levar a repetidas contaminação dos alimentos com a deterioração ou microrganismos patogénicos, assim, a sério impacto sobre a saúde dos consumidores e causando grandes perdas econômicas para as empresas do sector alimentar. Um bom exemplo de associação entre a persistência e a resistência aos biocidas é o caso da estirpe Li. monocytogenes 6179. A Listeria monocytogenes 6179 é uma estirpe do serótipo 1/2a, isolada no centro de investigação alimentar Teagasc (Irlanda) em ambientes específicos de uma instalação de transformação de queijo, repetidamente durante um período de 12 anos . O seqüenciamento de Li. monocytogenes 6179 genoma permitiu a identificação de um romance transposon, Tn6188, que é composto por três vezes consecutivas, transposase genes (tnpABC), um qacH gene que codifica uma pequena multidroga resistência à proteína da família (SMR) transportador responsável pela exportação de compostos de amónio quaternário, e um suposto tetR família regulador transcricional montante do transportador . As investigações também mostraram que a exposição ao cloreto de benzalcónio (BAC) causou um aumento na expressão qacH e que uma estirpe mutante deletada qacH tinha uma tolerância BAC inferior à estirpe de tipo selvagem. Estudos recentes realizados também na Irlanda têm identificado vários persistentes tensões imita Li. monocytogenes 6179 por pulsada campo de electroforese em gel de análise que foram recorrentemente isoladas de ambientes e alimentos de cinco diferentes tipos de frutos do mar indústrias em 2013 e 2014. Todas estas estirpes albergaram o transposon Tn6188 e tinham uma MIC significativamente mais elevada contra o BAC do que outras estirpes isoladas durante o mesmo período de tempo e sem o transposon Tn6188 . Isolados bacterianos como estes, que transportam determinantes de Resistência a biocidas, persistem nos locais industriais durante longos períodos de tempo e são uma fonte provável de eventos de contaminação alimentar.Foi também recentemente levantada a suspeita de que a exposição a concentrações subóptimas de biocidas pode seleccionar o aumento da Resistência a antibióticos clinicamente relevantes. Alguns estudos realizados na última década, comparando o biocida e a resistência aos antibióticos de coleções de estirpes de patógenos importantes de origem alimentar, revelaram uma correlação entre a resistência a ambos os agentes . Infelizmente, os pequenos conjuntos de dados utilizados e a falta de análises estatísticas adequadas limitaram os resultados destes estudos. Mais recentemente, Coelho et al. realizou um estudo elegante utilizando metodologias de aprendizagem de máquinas para analisar a susceptibilidade a antibióticos e a biocidas da maior coleção de isolados até agora testados para este fim (1632 isolados), neste caso de São aureus. They described that reduced susceptibility to two biocides, clorhexidine and BAC, which belong to different structural families, was associated with resistance to several antibiotics (amoxicillin/clavulanate, cefuroxime, cefaclor, cefpodoxime, clindamycin, erythromycin, clarithromycin, azithromycin, telithromycin, ciprofloxacin, levofloxacin, gatifloxacin, and moxifloxacin). Other authors isolated stable mutant strains with increased resistance to one or several antibiotics after exposure to sublethal biocide concentrations. For instance, Langsrud et al. relatou que a série cultivo de duas cepas de E. coli na presença de subinhibitory concentrações de BAC resultou em um aumento da resistência a vários antibióticos (ampicilina, penicilina G, norfloxacina, ácido nalidíxico, canamicina, gentamicina, cloranfenicol, tetraciclina e eritromicina), com valores de cim de 1,5 a 20 vezes maior do que aqueles observados para as culturas de controle. Randall et al. descreveu que a exposição a um desinfectante à base de aldeído deu origem a mutações de S. Typhimurium com uma sensibilidade diminuída à ciprofloxacina em várias estirpes bacterianas. Karatzas et al. , após tratamento prolongado de S. Typhimurium com três amplamente utilizado fazenda desinfetantes (uma mistura de oxidação de compostos; um quaternário de amônio desinfetante que contém formaldeído e glutaraldeído; e um biocida composto de ácidos orgânicos e surfactantes), obtido estável individuais variante de cada tratamento que apresentaram susceptibilidade reduzida a uma série de antibióticos (ciprofloxacina, cloranfenicol, tetraciclina e ampicilina). Whitehead et al. isolei dois mutantes de S. Typhimurium after a single exposure to in-use concentrations of two biocidas (a mixture of aldehydes and quaternary ammonium compounds, and a halogened tertiary Amine compound) that had a broad reduced susceptibility to nalidixic acid, chloramphenicol, tetraciclina, and ciprofloxacin. Webber et al. demonstrou que quatro biocidas diferentes (uma mistura de aldeídos e compostos de amónio quaternário, um composto de amónio quaternário, um composto oxidativo e um composto de aminas terciárias halogenadas) selecionaram mutantes multidrug resistentes ao S. Typhimurium com susceptibilidade diminuída aos antibióticos.
não se sabe totalmente como a exposição a compostos de biocidas seleciona para aumentar a resistência contra antibióticos, mas dois mecanismos são postulados, resistência cruzada e co-resistência. Uma vez que certos biocidas e antibióticos partilham os mesmos objectivos celulares, é provável que alguns determinantes da resistência aos biocidas e mutações vantajosas conducentes a uma maior resistência aos biocidas possam também ser responsáveis pela aquisição da resistência aos antibióticos em populações microbianas. Por exemplo, algumas bombas de efluxo multi-drogas, que têm mais de um substrato que pode não estar quimicamente relacionados entre si, podem conferir resistência simultânea a antibióticos e biocidas quando são sobreexpressos . Isto é conhecido como resistência cruzada. Além disso, mesmo para aqueles produtos que não têm um alvo com antibióticos, redução de suscetibilidade a antibióticos pode ser devido à transferência horizontal de diferentes determinantes de resistência (resistência a antibióticos determinantes e biocida resistência determinantes) associados em conjunto comum de elementos genéticos, como plasmídeos, fagos, integrons, ou transposons, que pode se espalhar para outras variedades, espécies ou gêneros . Isto é conhecido como co-resistência. Um exemplo deste fenômeno são os integrons de classe 1, que são conhecidos por conter uma ampla gama de cassettes de genes, incluindo alguma resistência de codificação a diferentes antibióticos e compostos de amônio quaternário. Com efeito, a existência de reservatórios ambientais de integrões de classe 1 é conhecida há algum tempo e o gene inti1 integrase de classe 1 foi recentemente proposto como biomarcador de pressões selectivas impostas pela poluição antropogénica . Os microrganismos (incluindo os não-patogênicos e inculturáveis) presentes em ambientes relacionados com alimentos e alimentos podem desempenhar um papel importante nos eventos de co-resistência. Na verdade, são bons reservatórios de genes de resistência antimicrobiana (AMR) e podem ser facilitadores para a disseminação de genes AMR em vários ecossistemas ambientais, incluindo ecossistemas alimentares .