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Publication
Determining microbiota and antimicrobial resistance (AMR) associated with plastics from different sources
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Authors
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Abstract(s)
Plastic wastes and its dissemination into the marine environment pose a serious threat to the marine ecosystems. Plastic surfaces are inhabited by the microbial communities that may be parthenogenic and carry antibiotic resistance genes (ARGs). The aim of the current study was to investigate the differences in microbes present in biofilms on different plastics that are present in different matrices like wastewater (WW) and seawater (SW) using culture-dependent approach. We investigated the biofilm composition of three common plastic polymers; polyamide (PA), polyethylene (PE) and polystyrene (PS), by conducting a controlled laboratory experiment using SW and WW as matrices. Bacterial isolates were obtained from WW and SW as background. Biofilms were successfully established on all polymer types and dominated by Pseudomonas spp. Antibiotic susceptibility testing revealed the presence of multidrug resistant bacteria, including potential human pathogen Klebsiella oxytoca. Although differences in isolated genera were observed between polymers, the differences were not statistically significant. We isolated multidrug resistant potential pathogens from plastic biofilms, which we were not able to isolate from background matrix previously. Thus, suggesting that plastic surfaces may enrich clinically important antibiotic-resistant bacteria (ARB). This study highlights the role of plastic in dissemination of potential pathogens and ARGs into the receiving aquatic environments and underlines the potential public health risks associated with of plastic pollution in the environment.
O desperdício de plástico é uma preocupação ambiental generalizada, com a sua acumulação e disseminação em ambientes aquáticos representando uma séria ameaça para o ecossistema marinho. Este problema é agravado pela colonização da superfície dos plásticos por diversas comunidades microbianas, que podem albergar características patogénicas e transportar genes de resistência a antibióticos (ARGs). Tal colonização microbiana transforma os plásticos em pontos críticos para o enriquecimento e disseminação de bactérias resistentes a antibióticos (ARB), suscitando preocupações tanto a nível ecológico como de saúde pública. O presente estudo teve como objetivo explorar as comunidades microbianas associadas a biofilmes em diferentes tipos de polímeros de plástico sob diversas condições aquáticas, incluindo águas residuais (WW) e água do mar (SW). Um ensaio laboratorial foi desenvolvido para investigar a formação de biofilmes e o subsequente isolamento de microrganismos com resistência a antibióticos. Três polímeros plásticos comuns foram selecionados para esta investigação: poliamida (PA), polietileno (PE) e poliestireno (PS). Pequenas esferas de cada tipo de polímero foram imersas em matrizes de SW e WW e incubadas sob condições controladas em laboratório, com agitação orbital a 25°C durante cinco semanas. Para avaliar a diversidade microbiana e as potenciais características de resistência, foram isoladas bactérias tanto das matrizes de fundo (WW e SW) como dos biofilmes formados na superfície dos diferentes polímeros. As colónias microbianas foram cultivadas em diferentes meios de cultura, e a seleção foi baseada na diversidade morfológica observada. As colónias selecionadas foram re-incubadas para obter isolados purificados, que posteriormente foram submetidos a testes de suscetibilidade a antibióticos (AST) para determinar a concentração mínima inibitória (MIC) de vários compostos antibióticos. Este método permitiu identificar bactérias multirresistentes presentes nos biofilmes. Além disso, o sequenciamento do genoma completo (WGS) foi realizado em 21 isolados bacterianos selecionados com base na resistência ao antibiótico meropenem e/ou na sua diversidade dentro do conjunto de dados global, com o objetivo de elucidar os mecanismos genéticos subjacentes à resistência a antibióticos e à patogenicidade. (...)
O desperdício de plástico é uma preocupação ambiental generalizada, com a sua acumulação e disseminação em ambientes aquáticos representando uma séria ameaça para o ecossistema marinho. Este problema é agravado pela colonização da superfície dos plásticos por diversas comunidades microbianas, que podem albergar características patogénicas e transportar genes de resistência a antibióticos (ARGs). Tal colonização microbiana transforma os plásticos em pontos críticos para o enriquecimento e disseminação de bactérias resistentes a antibióticos (ARB), suscitando preocupações tanto a nível ecológico como de saúde pública. O presente estudo teve como objetivo explorar as comunidades microbianas associadas a biofilmes em diferentes tipos de polímeros de plástico sob diversas condições aquáticas, incluindo águas residuais (WW) e água do mar (SW). Um ensaio laboratorial foi desenvolvido para investigar a formação de biofilmes e o subsequente isolamento de microrganismos com resistência a antibióticos. Três polímeros plásticos comuns foram selecionados para esta investigação: poliamida (PA), polietileno (PE) e poliestireno (PS). Pequenas esferas de cada tipo de polímero foram imersas em matrizes de SW e WW e incubadas sob condições controladas em laboratório, com agitação orbital a 25°C durante cinco semanas. Para avaliar a diversidade microbiana e as potenciais características de resistência, foram isoladas bactérias tanto das matrizes de fundo (WW e SW) como dos biofilmes formados na superfície dos diferentes polímeros. As colónias microbianas foram cultivadas em diferentes meios de cultura, e a seleção foi baseada na diversidade morfológica observada. As colónias selecionadas foram re-incubadas para obter isolados purificados, que posteriormente foram submetidos a testes de suscetibilidade a antibióticos (AST) para determinar a concentração mínima inibitória (MIC) de vários compostos antibióticos. Este método permitiu identificar bactérias multirresistentes presentes nos biofilmes. Além disso, o sequenciamento do genoma completo (WGS) foi realizado em 21 isolados bacterianos selecionados com base na resistência ao antibiótico meropenem e/ou na sua diversidade dentro do conjunto de dados global, com o objetivo de elucidar os mecanismos genéticos subjacentes à resistência a antibióticos e à patogenicidade. (...)
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Keywords
Polímeros plásticos Plásticos Microbiana Pseudomonas spp