O Papel da Diversidade Microbiana na Saúde e nos Ecossistemas

A Diversidade Microbiana se refere à variedade de microrganismos que vivem em um ambiente específico. Um alto nível de diversidade microbiana traz muitos benefícios. Na natureza, grupos diversos de micróbios ajudam a decompor matéria orgânica e reciclar nutrientes. Esse processo mantém os ecossistemas estáveis e produtivos. Solos com maior diversidade microbiana conseguem lidar melhor com mudanças no ambiente do que solos com menos micróbios. Isso significa que eles podem sobreviver e se recuperar melhor de problemas como poluição, mudanças climáticas e perda de habitat. Além disso, uma boa mistura de micróbios no solo cria competição por nutrientes, o que pode impedir que patógenos nocivos se estabeleçam. Isso não só ajuda o solo, mas também é bom para a saúde humana, reduzindo as chances de doenças e garantindo ar, água e comida limpos.

#Saúde Humana e Comunidades Microbianas

Falando de saúde humana, uma comunidade saudável de micróbios no nosso corpo geralmente tem uma variedade de tipos diferentes de microrganismos. Essa diversidade pode melhorar nosso sistema imunológico, reduzir a inflamação e ajudar nossos corpos a extrair energia e nutrientes de forma mais eficiente dos alimentos que comemos. Uma boa variedade de micróbios no corpo também pode levar a menos alergias e doenças autoimunes.

#Comunidades Microbianas em Ambientes Internos

Os espaços fechados, como casas, escritórios e áreas públicas, têm suas comunidades microbianas únicas. Essas comunidades são influenciadas por vários fatores, incluindo o design do prédio, a circulação do ar, quantas pessoas ocupam o espaço, os materiais usados na construção, com que frequência é limpo e as condições ambientais ao redor. Todos esses elementos trabalham juntos para moldar os tipos de micróbios encontrados no interior, que podem afetar a qualidade do ar e a saúde humana.

Entender como esses fatores influenciam a diversidade microbiana é essencial para projetar edifícios mais saudáveis. Adicionar plantas e elementos paisagísticos pode impactar muito as comunidades microbianas internas. As plantas aumentam a abundância e a diversidade de micróbios nos espaços internos, mas mais pesquisas são necessárias para entender completamente como as plantas afetam diferentes tipos de micróbios e suas funções.

#A Exposição Visionary Lab

De abril de 2022 a agosto de 2023, o Museu Nacional de Ciência e Inovação Emergente em Tóquio, Japão, hospedou uma exposição chamada “Visionary Lab; Microbes Actually Are All Around”. A exposição apresentou um modelo de espaço habitável com uma área para plantas cuidadosamente dispostas. A ideia era fazer os visitantes pensarem sobre como humanos e micróbios podem conviver de maneira saudável. A área de plantio focava em duas ideias principais: a interconexão entre humanos, plantas e micróbios, e a melhoria dos ambientes naturais para aumentar seus serviços.

O design do Visionary Lab era perfeito para estudar como esses conceitos de paisagismo afetam os micróbios. Esta pesquisa tinha o objetivo de analisar amostras microbianas coletadas da área da exposição e compará-las com amostras de outras partes do museu. O objetivo era descobrir como o design específico do Visionary Lab influencia o ecossistema microbiano. A equipe de pesquisa acreditava que a maneira como as plantas e os elementos paisagísticos eram organizados no Visionary Lab apoiaria um ecossistema microbiano rico, diferente de outras áreas do museu.

#Coleta de Amostras e Análise de DNA

As amostras para este estudo foram coletadas de diferentes superfícies e locais no museu. Duas metodologias de coleta foram usadas: coleta a vácuo e swab. Na coleta a vácuo, um aspirador especial foi utilizado para reunir micróbios das superfícies. Para o swab, cotonetes estéreis foram usados para pegar amostras de diferentes superfícies. Todo esforço foi feito para garantir que as amostras fossem coletadas sem contaminação. Uma vez coletadas, as amostras foram armazenadas e preparadas para extração de DNA, que foi feita usando um kit especializado.

#Sequenciamento e Análise das Comunidades Microbianas

Para a análise, dois métodos de sequenciamento foram usados para ler o DNA microbiano. O primeiro método era o sequenciamento de amplicons 16S rRNA. Essa técnica ajuda a identificar os diferentes tipos de bactérias presentes nas amostras. O segundo método era o sequenciamento de shotgun raso, que dá uma visão mais detalhada das espécies presentes, incluindo suas funções específicas.

Os resultados mostraram diferenças distintas nas comunidades microbianas entre os ambientes do museu e do solo. No museu, certos tipos de bactérias como Acinetobacter, Staphylococcus e Bacillus eram mais comuns. Essas bactérias costumam ser encontradas em locais onde as pessoas frequentam. Em contraste, as amostras do solo tinham uma mistura diferente de micróbios, com organismos como Pseudonocardia e Streptomyces dominando.

#Plantas e Diversidade Microbiana

A inclusão de áreas de plantio aumentou significativamente a diversidade de micróbios na exposição Visionary Lab. O estudo descobriu que as amostras coletadas da Visionary Lab tinham medidas de diversidade mais altas em comparação com as coletadas de outras partes do museu. Por exemplo, os índices de diversidade eram maiores na Visionary Lab, indicando uma variedade mais rica de espécies microbianas presentes lá. Os resultados sugeriram que a área de plantio teve um efeito positivo na riqueza e uniformidade das comunidades microbianas.

#Diferenças nas Comunidades Microbianas por Localização

A análise das amostras revelou um padrão claro baseado em seus locais de coleta. Diferentes grupos de comunidades microbianas foram identificados, mostrando que locais específicos levaram a composições microbianas semelhantes. Por exemplo, amostras coletadas de exposições próximas umas das outras tinham perfis microbianos semelhantes, indicando que a localização desempenha um papel importante na determinação da diversidade microbiana.

#Fatores de Virulência e Resistência Antimicrobiana

O estudo também examinou fatores de virulência e genes de resistência antimicrobiana nas amostras. Fatores de virulência são características que ajudam os micróbios a causar doenças, enquanto resistência antimicrobiana se refere à capacidade dos micróbios de sobreviverem apesar do uso de antibióticos. Os resultados mostraram que não havia padrões consistentes entre as amostras, destacando a complexidade das interações microbianas e seu impacto na saúde humana.

Algumas amostras mostraram a presença de fatores de virulência e genes de resistência, especialmente aquelas coletadas de superfícies com alto contato humano. Em contraste, amostras da área de plantio apresentaram níveis mais baixos desses fatores. Isso sugere que o design da paisagem, incluindo plantas e solo, pode influenciar os tipos de micróbios encontrados em uma determinada área.

#Funções Metabólicas das Comunidades Microbianas

O estudo também comparou diferentes funções metabólicas das comunidades microbianas nas amostras. Funções metabólicas se referem a como os micróbios processam nutrientes e interagem com seu ambiente. Funções metabólicas compartilhadas foram identificadas entre as amostras, indicando que certas funções são comuns em vários ambientes. No entanto, algumas funções metabólicas variaram significativamente entre as amostras, sugerindo que o ambiente influencia as capacidades microbianas. Por exemplo, amostras de solo e plantas mostraram uma maior capacidade de decompor carbono complexo em comparação com aquelas de ambientes associados a humanos.

#Conclusão e Direções Futuras

Esta pesquisa destaca a importância da infraestrutura verde em melhorar a diversidade microbiana. O cuidadoso design paisagístico no Visionary Lab apoia uma mistura mais rica de micróbios, o que pode levar a ecossistemas mais saudáveis. As descobertas revelam que, embora o Visionary Lab tenha mostrado maior diversidade microbiana, não havia padrões claros em relação a fatores de virulência ou genes de resistência antimicrobiana, enfatizando a necessidade de mais pesquisas.

Para melhorar a compreensão, estudos futuros devem incluir um número maior de amostras de várias localidades dentro e fora do Visionary Lab. Além disso, explorar como diferentes fatores ambientais afetam as comunidades microbianas e realizar estudos de longo prazo para acompanhar mudanças ao longo do tempo poderia fornecer informações valiosas. Combinar essas abordagens pode ajudar a criar ambientes internos mais saudáveis que apoiem micróbios benéficos, alinhando-se com os objetivos de design urbano sustentável.