Explorando a razão de bactérias do meio aquático não serem afetadas por microcistinas: sistema antioxidante vs. degradação

Tese de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016As microcistinas são a classe de hepatotoxinas mais vulgarmente produzidas por cianobactérias. Estas são encontradas em ecossistemas aquáticos onde convivem com outros microorganismos, tais como Aeromonashydrophila e Flavobacteriumsp. Já existe uma quantidade razoável de estudos sobre o efeito de microcistinas em organismos eucarióticos, mas existem poucos estudos sobre os efeitos destas toxinas em microorganismos. Os escassos estudos existentes mostram que as microcistinas podem causar uma diminuição do crescimento microbiano, não o inibindo completamente. Neste estudo, o objectivo é determinar a razão pela qual bactérias heterotróficas aquáticas não são muito afectadas pela presença de microcistinas no seu meio de crescimento. Para tal, a actividade de algumas enzimas do sistema antioxidante foram avaliadas e a presença de genes responsáveis pela degradação das microcistinas (mlrA-D) foi avaliada em isolados recuperados a partir de água doce onde as microcistinas são comumente encontradas. Estes resultados foram comparados com as bases pré-existentes na literatura para avaliar a importância da presença ou ausência dos genes responsáveis pela degradação microcistinas com a resistência natural encontradas nas bactérias heterotróficas aquáticas. Além disso, a actividade das enzimas do sistema antioxidante também foi contabilizada para explicar este comportamento. Os comportamentos observados parecem indicar que estão mais relacionados com especificidades da estirpe, não havendo um comportamento similar entre os isolados da mesma espécie. Devido ao facto deste tema de trabalho se inserir numa área ainda pouco explorada, existem actualmente mais questões do que respostas. Contudo, não se pode deixar de destacar a relevância do tema, devido à necessidade de perceber o impacto da presença das cianotoxinas nos ecossistemas do meio aquático.Microcystins are the class of hepatotoxins most commonly produced by cyanobacteria. These are found in aquatic ecosystems where they coexist with other microorganisms such as Aeromonashydrophila and Flavobacterium sp. There are already a fair amount of studies on the effect of microcystins in eukaryotic organisms, but there are only a few studies about the effects of these toxins in microorganisms. The scarce existing studies show that microcystins can cause a decrease of the microbial growth, even though not being fully inhibited by it. In this study the aim is to determine the reason why aquatic heterobacteria are not very affected by the presence of microcystins in their growth medium. Therefore, the activity of some enzymes of the antioxidant system was evaluated and the presence of genes responsible for microcystin degradation (mlrA-D) was assessed in isolates recovered from freshwaters where microcystins are commonly found. These results were compared with the pre-existing bases on the literature to evaluate the relevance of the presence or absence of the genes responsible for microcystin degradation with the natural resistance found in heterobacteria from aquatic environments. Moreover, the activity of the enzymes from the antioxidant system also was accounted to explain this behavior.The observed behaviors seem to indicate that they are more related to specificities of the strain, than to a common behavior among the isolates of the same species. Due to the fact that this theme of work is inserted in an area that has been scarcely explored, currently there areeven more questions than answers. However, the relevance of the topic cannot be underemphasized due to the need to understand the impact of the presence of cyanotoxins on the ecosystems of the aquatic environments