Enterococos são organismos comensais presentes no trato gastrointestinal da maioria dos animais terrestres, incluindo insetos, mamíferos, pássaros e répteis. No entanto, nas últimas décadas, eles surgiram como as principais causas de infecções nosocomiais resistentes. A resistência intrínseca do género, combinada com sua capacidade de adquirir prontamente genes de resistência adicionais, permitiu que esses organismos prosperassem em uma era de uso crescente de antibióticos na saúde humana e na produção animal.

O presente trabalho teve como objetivo determinar se a poluição ambiental por antibióticos do em torno de sítios humanos e agrícolas afetou os enterococos associados a insetos e outros invertebrados que habitam o solo na remota Ilha Terceira. Pouco se sabe sobre a natureza específica dos enterococos que colonizam esses animais, visto que poucos estudos de enterococos associados a insetos e invertebrados foram realizados na era genômica. Aqui, estudos fenotípicos e genotípicos das espécies enterocócicas que colonizam esses animais foram realizados para avaliar a disseminação de genes que conferem resistência a antibióticos clinicamente relevantes em diversos habitats insulares.

Para tanto, foram coletadas amostras em quatro áreas com diferentes tipos de uso do solo: duas matas nativas, uma pastagem e uma zona costeira. Posteriormente, Enterococcus spp. foram isolados dessas amostras em meio seletivo. O DNA foi extraído dos presumíveis isolados enterocócicos obtidos e seus genomas foram sequenciados, como base para sua identificação em nível de espécie, para determinar relações evolutivas e para pesquisar genes conhecidos de resistência a antibióticos. Testes de sensibilidade a antibióticos fenotípicos também foram realizados. Testes morfológicos e fisiológicos padrões foram realizados, com o objetivo de complementar a identificação dos isolados e descrever os isolados pertencentes a novas espécies.

Foram obtidos cento e vinte e cinco isolados bacterianos, entre os quais foram identificadas 20 espécies diferentes. As espécies mais abundantes foram E. faecalis (35 isolados), E. casseliflavus (20) e E. mundtii (15). E. hirae, E. flavescens (6), E. faecium, E. gallinarum, E. ureilyticus, E. sulfureus, (2), E. plantarum, E. gilvus, E. durans (1) e oito espécies supostamente novas. Com base nos valores obtidos pela comparação da respectiva identidade média de nucleotídeos (ANI) com as espécies conhecidas deste gênero, treze isolados pertenceram a oito novas espécies, nunca antes descritas ou caracterizadas. Sete desses (pertencentes a cinco novas espécies), foram isolados e caracterizados pela primeira vez neste estudo, e o restante (correspondendo a três novas espécies) correspondiam a espécies recentemente isoladas, mas ainda não descritas ou publicadas, por um grupo de pesquisa colaborador. Além de identificar a presença de novas espécies, a análise do agrupamento de nossos E. flavescens e E. casseliflavus na árvore filogenética gerada mostrou que estas estão realmente no limiar de serem duas espécies distintas, embora fenotipicamente semelhantes e muito difíceis de distinguir unicamente na base do fenótipo. Genotipicamente, um total de trinta e três genes de resistência foram identificados entre os isolados. O mais prevalente foi o efrA (88%), presente em quase todas as espécies e isolados. Também comumente encontrados foram dfrE (34%), emeA (33%), lsaA (33%), vanRC e vanXYC (26% cada). A maior percentagem de resistência fenotípica foi identificada eritromicina e da tetraciclina (36% e 13%, respectivamente). Resistência fenotípica também foi observada à nitrofurantoína (12,8%), e um menor percentual de resistência à gentamicina (5,1%) e vancomicina (2,6%). Embora a resistência aos antibióticos tenha sido observada, a maioria era intrínseca às várias espécies estudadas e havia relativamente poucos exemplos de resistências provavelmente transmitidas por elementos móveis, a marca registrada da rápida adaptação aos antibióticos aplicados em humanos nos últimos 80 anos. Estes dados demonstram que ainda não existem evidências fortes de que a resistência aos antibióticos na Ilha Terceira é impulsionada pela poluição ambiental generalizada a um nível que teria impacto nos enterococos que circulam na comunidade de invertebrados. Nosso trabalho fornece uma linha de base abrangente da natureza dos enterococos atualmente associados a insetos e invertebrados expostos ao solo na Ilha Terceira, que será de grande valor para continuar a monitorar este ambiente quanto à poluição por antibióticos e seus efeitos. Este trabalho também forneceu, em escala global, o quadro mais completo da colonização de insetos e outros invertebrados por espécies enterocócicas determinadas no nível genômico e, no processo, identificou várias novas espécies e forneceu evidências sólidas de que ainda há considerável diversidade de enterococos ainda a ser descoberta. Com altos níveis de uso de antibióticos na medicina e na agricultura, e com a resistência aos antibióticos agora representando uma das principais ameaças à saúde pública, o monitoramento contínuo do meio ambiente será necessário para avaliar o impacto das atividades humanas na proliferação da resistência aos antibióticos na Ilha Terceira e em outros lugares. Este estudo cria uma base sólida para essas investigações futuras.

Palavras chave:

Enterococcus; invertebrados; biodiversidade; resistência a antibióticos; resistoma