Aplicação de métodos moleculares e de cultivo celular no monitoramento de vírus entéricos no ambiente aquático

Abstract

Os vírus entéricos humanos são importantes causas de enfermidades veiculadas através da água. Atualmente, em termos de legislação brasileira, apenas a contagem do número de coliformes é utilizada para determinar a segurança microbiológica de águas tratadas e não tratadas. Os vírus presentes no meio ambiente são, na sua maioria, não adaptados ao cultivo in vitro, tornando-se necessário o desenvolvimento e implementação de métodos que possibilitem a adoção de medidas preventivas para controle de contaminação viral. Assim sendo, os objetivos do presente trabalho foram (I) padronizar e estabelecer metodologias de concentração, detecção, quantificação e viabilidade viral no ambiente aquático; (II) realizar a pesquisa de adenovírus humanos (HAdV), norovírus (NoV) genogrupos GI e GII, rotavírus humanos genogrupo A (RV-A) e vírus da hepatite A (HAV) em águas ambientais e ostras de cultivo durante o período de um ano e (III) avaliar por ensaio de placa de lise a sobrevivência de HAdV infecciosos sorotipos 2 e 41 em águas de superfície e subterrâneas. No estudo de padronização dos métodos foram utilizados como modelos os HAdV e HAV inoculados em águas: destilada, de esgoto tratado, do mar e da lagoa. A melhor eficiência de recuperação viral (100%) foi obtida quando as matrizes de água destilada e de esgoto tratado foram utilizadas. A menor eficiência (10%) foi encontrada para a água do mar. No estudo de campo, águas foram coletadas de 8 locais de Florianópolis, Santa Catarina e ostras (Crassostrea gigas) de duas fazendas de cultivo (norte e sul da Ilha) foram também avaliadas no mesmo período. Os resultados de detecção de genomas virais foram HAdV: 75% (esgoto tratado); 64,2% (águas ambientais); 87,5% (ostras); RV-A: 41,6% (esgoto tratado); 19% (águas ambientais); 8,3% (ostras); HAV: 25% (esgoto tratado); 8,3% (águas ambientais); ausência nas ostras; NoV: 50% (esgoto tratado); 19% (águas ambientais); ausência nas ostras. No estudo de viabilidade viral por PCR integrado a cultura celular (ICC-PCR), confirmou-se positividade de HAdV em: 66,6% (esgoto tratado); 83,8% (águas ambientais); de RV-A: ausência em esgoto tratado e 12,5% (águas ambientais); de HAV: 66,6% (esgoto tratado) e ausência nas águas ambientais. Por PCR quantitativo o número de genomas (gc) de NoV nas águas foram médias de 1,8 x 102 (GI) e 1,0 x 103 gc/L (GII) em esgoto tratado e de 1,1 x 102 (GI) e 8,1 x 103 gc/L (GII) nas águas ambientais. Para HAdV obteve-se médias de: 9,8 x 104 (esgoto tratado); 9,8 x 106 gc/L (águas ambientais) e de 9,1 x 104 (ostras sul da ilha) e 1,5 x 105 gc/g (ostras norte da ilha). Os resultados obtidos indicam uma maior prevalência de HAdV no ambiente aquático, seguido de NoV, RV-A e HAV. No estudo de decaimento de infectividade de HAdV em amostras de água houve uma significativa inativação viral somente ao final das 23 semanas a 19°C para os dois sorotipos de adenovírus testados. Estes resultados demonstram a longa taxa de sobrevivência destes vírus em águas ambientais.

Enteric viruses are important cause of gastroenteritis outbreaks transmitted through contaminated water sources. Nowadays, the Brazilian legislation only requires the coliforms counting to determine the microbiologic safety in treated and non treated water. Most viruses present in the aquatic environment are not adaptable to in vitro cultures, becoming necessary to develop and implement methods that could be used in the monitoring and prevention of viral contamination. Therefore, the objectives of this thesis were (I) to standardize and establish methodologies of concentration, detection, quantification and viral viability in the aquatic environment; (II) to access the contamination of human adenovirus (HAdV), norovirus (NoV) genogrups GI e GII, human rotavirus genogrup A (RV-A) and Hepatitis Virus A (HAV) in environmental waters and oysters during one year; (III) to study the survival of infectious HAdV type 2 and 41 in surface and ground waters measured by plaque assay. In the standardization study, HAdV and HAV were used as models and were inoculated in distilled water, treated wastewater, seawater and lagoon water, showing better virus recovery (100%) in distilled water and treated wastewater, and lower recovery (10%) in seawater. In the field study, water samples were collected from 8 sites in Florianopolis, Santa Catarina and oyster samples (Crassostrea gigas) from two oysters' farms (north and south of the Island) were also collected in the same period. The detection results of virus genomes were HAdV: 75% (treated wastewater); 64.2% (environmental waters); 87.5% (oysters); RV-A: 41.6% (treated wastewater); 19% (environmental waters); 8.3% (oysters); HAV: 25% (treated wastewater); 8.3% (environmental waters); absence in oysters; NoV: 50% (treated wastewater); 19% (environmental waters); absence in oysters. In the viability study by integrated cell culture PCR (ICC-PCR), the results confirmed viable HAdV: 66.6% (treated wastewater); 83.3% (environmental waters); RV-A: absence in treated wastewater and 12.5% (environmental waters); HAV: 66.6% (treated wastewater) and absence in environmental waters. By quantitative PCR assays the number of genomes (g.c.) for NoV in waters were averages of 1.8 x 102 (GI) and 1.0 x 103 gc/L (GII) in treated wastewater and 1.1 x 102 (GI) and 8.1 x 103 gc/L (GII) in environmental waters. For HAdV the averages were: 9.8 x 104 (treated wastewater); 9.8 x 106 gc/L (environmental waters) and 9.1 x 104 (oyster farm South) e 1.5 x 105 gc/g (oyster farm North). The surveillance results have shown a higher prevalence of HAdV in the aquatic environment, followed by NoV, RV-A and HAV. In the study of HAdV infectivity decay in water under different temperatures, results showed a significant inactivation only after 23 weeks at 19°C for both HAdV tested. These results have shown a long-term survival of adenoviruses in environmental waters.