Identificação molecular de Escherichia coli diarreiogênica na Bacia Hidrográfica do Rio Xopotó na região do Alto Rio Doce

Esta pesquisa científica teve como principal objetivo identificar patótipos de Escherichia coli diarreiogênica nas águas superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Xopotó, na região do Alto Rio Doce, Minas Gerais. Os estudos referentes às estirpes diarreiogênicas de E. coli no meio ambiente no Brasil são escassos. A bacia hidrográfica escolhida para o estudo sofre intensa degradação ambiental devido ao lançamento de esgoto in natura em seus corpos d’água e às atividades antrópicas, como a agropecuária. As coletas de água nos 13 pontos amostrais foram realizadas em duas épocas do ano de 2015 (abril e julho). Para identificação dos genes de E. coli diarreiogênica, utilizou-se o método de reação em cadeia da polimerase (PCR). A bacia hidrográfica apresentou contaminação diarreiogênica de patótipos E. coli produtora de toxina Shiga (STEC), E. coli enteropatogênica (EPEC) e E. coli enterotoxigênica (ETEC), tal ocorrência foi constante em ambas as campanhas. Os genes de virulência observados foram: na STEC, toxina Shiga (Stx1), responsável por causar doenças renais graves, como a síndrome hemolítico-urêmica (SHU); já a EPEC apresentou somente o gene virulento eae, característico do subgrupo atípico (aEPEC); a ETEC apresentou toxinas termolábeis (LT). A presença desses patótipos representa potencial risco de doenças diarreiogênicas na população que utiliza os recursos hídricos, particularmente idosos e crianças, e evidencia o comprometimento da qualidade microbiológica dos cursos d’água constituintes da Bacia Hidrográfica do Rio Xopotó, decorrente principalmente da ausência de estações de tratamento de esgoto (ETEs).The main purpose of this scientific research was to identify pathotypes of diarrheogenic Escherichia coli in the watershed of Xopotó River, in Alto do Rio Doce, Minas Gerais region, Brazil. The studies referring to the stirps diarrheagenics of E. coli in the environment in Brazil are scarce. The watershed chosen for the study suffers intense environmental degradation due the release of raw sewage into their water bodies and human activities, such as agriculture. The water collecting at 13 sampling points were held in two periods of the year 2015 (April and July). For the identification of the genes of diarrheagenic E. coli, the method of reaction polymerase chain (PCR) was used. The watershed presented pathogenic contamination of pathotypes Shiga toxin-producing E. coli (STEC), enteropathogenic E. coli (EPEC), and enterotoxigenic E. coli (ETEC) such a constant occurrence in both campaigns. The virulence genes observed were: STEC, Shiga toxin (Stx1), responsible for causing severe kidney disease as hemolytic-uremic syndrome (HUS). Besides that, EPEC presented only the virulent gene eae, characteristic of the atypical subgroup (aEPEC), as well as thermolabile toxins (LT). The presence of these pathotypes represents potential risk of diarrheagenic diseases in the population that uses the water resources, particularly the elderly and children, and demonstrates the commitment of the microbiological quality of constituents watercourses of the watershed of Xopotó River, mainly because the lack of sewage treatment facilities

Avaliação da qualidade da água, do sedimento e identificação molecular dos tipos diarreiogênicos de Escherichia coli na bacia hidrográfica do Rio Xopotó na região do Alto Rio Doce, Minas Gerais.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.Esta pesquisa teve como principal objetivo avaliar a qualidade da água, dos sedimentos e identificar os tipos diarreiogênicos de Escherichia coli (E. coli) na bacia hidrográfica do Rio Xopotó na região do Alto Rio Doce-MG, em duas épocas durante um ano. As coletas em 13 pontos amostrais foram realizadas em abril e julho de 2015, observando os principais afluentes do Rio Xopotó e os adensamentos urbanos da bacia hidrográfica. Coletou-se amostras de água para análises laboratoriais em função da determinação do Índice de Qualidade da Água (IQA), utilizando a metodologia do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM). Foram determinados os parâmetros: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5d-20ºC), Fósforo (P), Cloretos (Cl-), Nitrogênio (N), Sólidos Totais (ST), E. coli (NMP/100mL) e elementos traços e maiores em água superficial. Coletou-se sedimentos de fundo para determinar as concentrações de elementos químicos na área de estudo. Para identificação dos genes de E. coli diarreiogênica, utilizou-se o método de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). In loco foram analisadas as concentrações de Oxigênio Dissolvido (OD), Potencial Hidrogeniônico (pH), Turbidez (NTU), Temperaturas do Ar e da Água (ºC). Os resultados do IQA na bacia hidrográfica oscilaram entre a faixa razoável a boa em ambas às campanhas amostrais, com significativa melhora da qualidade da água na segunda coleta, devido à redução do escoamento superficial. O parâmetro mais influenciador nas características qualitativas da bacia hidrográfica foi a E. coli, detectada em altas concentrações indiferente da estação sazonal. A DBO5d-20ºC na primeira coleta, o P na segunda campanha amostral e E. coli em ambas as amostragens, apresentaram concentrações acima das preconizadas pela Resolução CONAMA 357/05 para águas Classe 2. O lançamento de esgoto doméstico in natura e a agricultura foram relacionados com estas elevadas concentrações. A bacia hidrográfica apresentou contaminação diarreiogênica relacionada com os patótipos EHEC, EPEC e ETEC, com predominância na estação chuvosa. Isto indica potencial risco de doenças diarreiogênicas na população que utiliza os recursos hídricos. A água superficial apresentou concentrações acima do estabelecido pela já citada legislação para alumínio (Al) e ferro (Fe), com predominância na primeira amostragem, os elementos traços e maiores, como arsênio (As), cromo (Cr) e chumbo (Pb), foram detectados acima do nível 2 da Resolução CONAMA 454/12 nos sedimentos de fundo da bacia hidrográfica do Rio Xopotó, o que indicou potencial efeito deletério no ecossistema aquático.The main purpose of this research is to evaluate the quality of water, sediments and identify the diarrheogenic types of Escherichia coli (E. coli) in the watershed of Xopotó River in Alto do Rio Doce – MG region, in two seasons over a year. The collections in 13 sampling points were held in April and July 2015 observing the main tributaries of the Xopotó River and the urban concentrations of the watershed. Water samples were collected for laboratory testing, in order to determine the Water Quality Index (WQI), using the methodology of the Institute of Water Management of Minas Gerais. The parameters determined were: Biochemical Oxygen Demand (BOD5d-20ºC), Phosphorus (P), Chloride (Cl), Nitrogen (N), Total Solids (TS), E .coil (NMP/100mL) and trace elements and bigger in the surface water. The bottom sediments were collected to determine the concentrations of chemical elements in the study area. To identify the genes of pathogenic E.coli, the method of Polymerase Chain Reaction (PCR) was used. In loco, the concentrations of Dissolved Oxygen (DO), Potential of Hydrogen (pH), Turbidity (NTU), Air and Water Temperature (ºC) were analyzed. The WQI results in the watershed oscillated from the reasonable range to the good one in both sampling campaigns, with significant improvement of water quality in the second collection, due to reduction on superficial runoff. The most influential parameter in the qualitative characteristics of the watershed was the E. coli detected in high concentrations indifferently of the season. The BOD5d-20ºC in the first collection, the P in the second sampling campaign and E. coli in both samples, showed concentrations above the recommended ones by CONAMA Resolution 357/05 for Class 2 water. The natural sewage that is dumped into rivers and agriculture were associated with these high concentrations. The watershed presented pathogen contamination related to the pathotypes EHEC, EPEC and ETEC, with a predominance in the rainy season. This result indicates potential risk for diarrheagenic diseases in the population that uses the water resources. The surface water presented concentrations above the established by the aforementioned aluminum legislation (Al) and Iron (Fe), especially in the first sampling, the trace elements and larger ones, as arsenic (As), chromium (Cr) and lead ( Pb), were detected above the level 2 of CONAMA Resolution 454/12 in the bottom sediments of the watershed of Xopotó River, that indicated potential deleterious effect on the aquatic ecosystem

Molecular identification of diarrheagenic Escherichia coli in the watershed of Xopot? River, in Alto do Rio Doce, Brazil.

Esta pesquisa cient?fica teve como principal objetivo identificar pat?tipos de Escherichia coli diarreiog?nica nas ?guas superficiais da Bacia Hidrogr?fica do Rio Xopot?, na regi?o do Alto Rio Doce, Minas Gerais. Os estudos referentes ?s estirpes diarreiog?nicas de E. coli no meio ambiente no Brasil s?o escassos. A bacia hidrogr?fica escolhida para o estudo sofre intensa degrada??o ambiental devido ao lan?amento de esgoto in natura em seus corpos d??gua e ?s atividades antr?picas, como a agropecu?ria. As coletas de ?gua nos 13 pontos amostrais foram realizadas em duas ?pocas do ano de 2015 (abril e julho). Para identifica??o dos genes de E. coli diarreiog?nica, utilizou?se o m?todo de rea??o em cadeia da polimerase (PCR). A bacia hidrogr?fica apresentou contamina??o diarreiog?nica de pat?tipos E. coli produtora de toxina Shiga (STEC), E. coli enteropatog?nica (EPEC) e E. coli enterotoxig?nica (ETEC), tal ocorr?ncia foi constante em ambas as campanhas. Os genes de virul?ncia observados foram: na STEC, toxina Shiga (Stx1), respons?vel por causar doen?as renais graves, como a s?ndrome hemol?tico-ur?mica (SHU); j? a EPEC apresentou somente o gene virulento eae, caracter?stico do subgrupo at?pico (aEPEC); a ETEC apresentou toxinas termol?beis (LT). A presen?a desses pat?tipos representa potencial risco de doen?as diarreiog?nicas na popula??o que utiliza os recursos h?dricos, particularmente idosos e crian?as, e evidencia o comprometimento da qualidade microbiol?gica dos cursos d??gua constituintes da Bacia Hidrogr?fica do Rio Xopot?, decorrente principalmente da aus?ncia de esta??es de tratamento de esgoto (ETEs).The main purpose of this scientific research was to identify pathotypes of diarrheogenic Escherichia coli in the watershed of Xopot? River, in Alto do Rio Doce, Minas Gerais region, Brazil. The studies referring to the stirps diarrheagenics of E. coli in the environment in Brazil are scarce. The watershed chosen for the study suffers intense environmental degradation due the release of raw sewage into their water bodies and human activities, such as agriculture. The water collecting at 13 sampling points were held in two periods of the year 2015 (April and July). For the identification of the genes of diarrheagenic E. coli, the method of reaction polymerase chain (PCR) was used. The watershed presented pathogenic contamination of pathotypes Shiga toxin-producing E. coli (STEC), enteropathogenic E. coli (EPEC), and enterotoxigenic E. coli (ETEC) such a constant occurrence in both campaigns. The virulence genes observed were: STEC, Shiga toxin (Stx1), responsible for causing severe kidney disease as hemolytic-uremic syndrome (HUS). Besides that, EPEC presented only the virulent gene eae, characteristic of the atypical subgroup (aEPEC), as well as thermolabile toxins (LT). The presence of these pathotypes represents potential risk of diarrheagenic diseases in the population that uses the water resources, particularly the elderly and children, and demonstrates the commitment of the microbiological quality of constituents watercourses of the watershed of Xopot? River, mainly because the lack of sewage treatment facilities