Nanoplásticos na água potável podem estar fortalecendo bactérias perigosas

Pequenas partículas de plástico na água potável podem estar fazendo mais do que contaminar o meio ambiente.

Por Virginia Tech com informações de Science Daily.

Os nanoplásticos já são uma preocupação porque as pessoas podem ingeri-los diretamente, mas novas pesquisas apontam para outro possível perigo. Essas minúsculas partículas de plástico também podem dificultar o controle de bactérias nocivas.

Em um estudo publicado na revista Water Research , o pesquisador Jingqiu Liao, da Virginia Tech, e uma equipe internacional descobriram que os nanoplásticos podem interagir com os micróbios ambientais de maneiras que podem criar riscos indiretos à saúde humana, especialmente por meio dos sistemas de água potável.

“É muito importante compreender melhor os efeitos adversos dos nanoplásticos na saúde humana, não apenas nos seres humanos, mas também no meio ambiente, que influencia indiretamente a saúde humana”, disse Liao, professor assistente de engenharia civil e ambiental. “Os nanoplásticos podem facilitar a sobrevivência de patógenos resistentes a antimicrobianos, o que pode ser prejudicial ao meio ambiente e ter implicações para a saúde pública.”

Nanoplásticos podem complicar o tratamento de água.

Os pesquisadores relataram que as bactérias expostas a nanoplásticos podem se tornar mais resistentes a desinfetantes. Isso pode criar sérios problemas para estações de tratamento de água e redes de distribuição projetadas para manter a água potável segura.

“Quando os nanoplásticos interagem com o biofilme e as bactérias dentro dele, podem fortalecer o biofilme e torná-lo mais resistente a qualquer tipo de medida que vise manter a água limpa”, disse Liao, que também é afiliado ao Centro de Mudanças Globais do Instituto de Ciências da Vida Fralin.

Jingqiu Liao é professor assistente de engenharia civil e ambiental. Foto de Peter Means para Virginia Tech.

Os nanoplásticos são uma categoria menor de microplásticos. Eles variam de cerca de um a mil nanômetros de tamanho e não podem ser vistos a olho nu. Neste estudo, os pesquisadores examinaram como essas partículas afetam a formação de biofilmes em sistemas de água potável.

Como se formam os biofilmes bacterianos

Os biofilmes são grupos de bactérias que se fixam em superfícies, incluindo as paredes internas dos canos de água. Os microrganismos produzem um material protetor ao seu redor que ajuda a proteger a comunidade de ameaças ambientais.

Os biofilmes nem sempre são prejudiciais. Em alguns contextos, podem ajudar a remover substâncias indesejáveis. No entanto, dentro dos sistemas de distribuição de água potável, podem representar um risco, pois algumas das bactérias que contêm podem causar doenças.

A questão se complica ainda mais com os bacteriófagos, que são vírus que infectam bactérias. Antes desta pesquisa, os cientistas sabiam relativamente pouco sobre como os nanoplásticos poderiam afetar as relações entre biofilmes, bactérias e esses vírus.

“O principal processo que nos interessou particularmente foi como as bactérias e os bacteriófagos interagem entre si durante o processo em que os nanoplásticos influenciam o biofilme como um todo”, disse Liao, que também é afiliado ao Centro de Patógenos Emergentes, Zoonóticos e Transmitidos por Artrópodes do Instituto de Ciências da Vida Fralin.

Estudando micróbios e resistência a antibióticos

Liao é especialista em ecologia microbiana e análise metagenômica. Seus trabalhos anteriores exploraram como o solo contribui para a disseminação da resistência a antibióticos.

Recentemente, ela também recebeu uma Bolsa de Estudos de Ampliação de Escala, concedida pela Iniciativa de Grandes Bolsas da Faculdade de Engenharia, por um trabalho relacionado à publicação na Nature Communications, intitulada “Papéis diferenciais de processos determinísticos e estocásticos na estruturação de ecótipos bacterianos do solo em ecossistemas terrestres”.

Nanoplásticos desencadeiam múltiplas respostas bacterianas

Os pesquisadores estudaram um biofilme composto por E. coli e Pseudomonas aeruginosa. Quando o biofilme foi exposto a nanoplásticos, as bactérias responderam de diversas maneiras:

Diferentes bactérias “conversam” entre si e liberam substâncias que tornam o biofilme mais espesso, mais pesado e mais protetor.

Os profagos, que são fagos que inserem seus próprios genomas (DNA) nos genomas de hospedeiros bacterianos, tornam-se ativos. Eles destroem as células bacterianas que habitam enquanto produzem um grande número de novas partículas virais.

As bactérias se defendem dos profagos usando repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas (CRISPR) de DNA ou RNA para atingir os vírus como parte de um sistema de defesa antiviral.

Biofilmes mais resistentes podem ameaçar os sistemas de água.

O estudo descobriu que a exposição a nanoplásticos aumentou a resistência física do biofilme e o tornou mais resistente a desinfetantes.

Os autores concluem que “o aumento da resistência mecânica do biofilme e sua resistência aos desinfetantes destacam um potencial desafio para os sistemas de tratamento e distribuição de água, uma vez que os nanoplásticos podem aumentar a formação de biofilmes de difícil erradicação na superfície de alguns sistemas de tratamento e distribuição de água”.

Mais pesquisas são necessárias.

Liao afirmou que são necessários estudos adicionais para identificar os processos moleculares que impulsionam as respostas de biofilmes complexos contendo múltiplas espécies microbianas.

Ela também observou que o tamanho das partículas pode desempenhar um papel importante. Os microplásticos são maiores que os nanoplásticos e podem afetar as interações entre bactérias e fagos de maneiras diferentes.

“No geral, nossas descobertas fornecem novas perspectivas sobre a interação entre nanoplásticos e a dinâmica de bactérias e fagos, destacando os riscos microbianos aumentados associados aos nanoplásticos presentes na água”, disse Liao.

Outros pesquisadores envolvidos no estudo incluem os seguintes:

• Haibo Wang, professor associado, Centro de Pesquisa em Ciências Ecoambientais, Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China
• Hui Chen, pesquisador associado, Centro de Pesquisa em Ciências Ecoambientais, Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China
• Chujin Ruan, pós-doutorando em microbiologia ambiental, Instituto Federal Suíço de Ciência e Tecnologia Aquáticas, Dübendorf, Suíça
• Cory Schwarz, pós-doutorando em engenharia civil e ambiental e no Instituto de Água Rice, Universidade Rice, Texas
• Baoyou Shi, professor, Centro de Pesquisa em Ciências Ecoambientais, Academia Chinesa de Ciências, Pequim, China
• Pedro JJ Alvarez, professor de engenharia civil e ambiental e do Instituto de Água Rice, Universidade Rice, Texas
• Pingfeng Yu, pós-doutorando, Faculdade de Ciências Ambientais e de Recursos Naturais, Universidade de Zhejiang, Hangzhou, China

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Virginia Tech . Observação: o conteúdo pode ser editado para adequação ao estilo e tamanho.

Referência do periódico :
Haibo Wang, Hui Chen, Chujin Ruan, Jingqiu Liao, Cory Schwarz, Baoyou Shi, Pedro J.J. Alvarez, Pingfeng Yu. Nanoplastics induce prophage activation and quorum sensing to enhance biofilm mechanical and chemical resilience. Water Research, 2026; 288: 124712 DOI: 10.1016/j.watres.2025.124712