Isolamento, cultura e preservação de Chromobacterium violaceum obtida em nascente no município de Jacareí-SP, com potencial aplicação na biorremediação de metais pesados tóxicos ao meio ambiente

Abstract

Nos dias atuais, a poluição por metais pesados tornou-se um sério problema ambiental que coloca em risco os ecossistemas e a saúde humana. Diante dessa problemática, técnicas de remediação, como a biorremediação utilizando organismos vivos têm demonstrado resultados expressivos e eficientes na remoção de metais pesados tóxicos do meio ambiente. Dentre os organismos vivos utilizados na biorremediação, as bactérias, em especial a Chromobacterium violaceum encontrada naturalmente em regiões tropicais e subtropicais, apresenta significativo potencial de aplicabilidade na minimização dos efeitos tóxicos de metais pesados no meio ambiente. Por ter a capacidade de retenção de partículas de vários metais, pode ser utilizada com potencial biotecnológico para remoção desses elementos da água. Adicionalmente, C. violaceum produz como metabólitos secundários, os pigmentos violaceína e desoxiviolaceína que apresentaram atividades biológicas relevantes na saúde humana, como efeitos antitumorais, antibióticos e antiparasitários. Esse trabalho objetivou isolar uma linhagem de Chromobacterium violaceum em água bruta de nascente situada no município de Jacareí (SP), promover a propagação em cultura de meio sólido e obter amostras congeladas para potencial aplicação futura na biorremediação de metais pesados advindos de efluentes industriais. A metodologia experimental constou de coleta, preparo e semeadura em dois meios de cultura sólidos, PCA e Ágar-peptona, para isolamento e manutenção de cepa primária selvagem de Chromobacterium violaceum, por repiques contínuos e cultivo a 35 ºC por espalhamento. A criopreservação foi realizada em dois meios, M1 e M2, respectivamente constituídos por meio Peptona enriquecido com soro humano e 20% de glicerol, e Peptona com 10% de glicerol, com amostras mantidas a longo prazo sob temperatura de -20 ºC, descongelamento após 60 dias e análise da viabilidade. Os resultados obtidos permitiram o isolamento de colônias violetas características de Chromobacterium violaceum advindas de amostra de água bruta superficial de nascente no município de Jacareí (SP) por plaqueamento em profundidade, ocorrendo em ambos os meios utilizados sem apresentação de diferenças significativas, porém com crescimento positivo mais favorável nas amostras coletadas no período chuvoso, mostrando-se a cultura e repiques sucessivos, um método prático e viável para a manutenção das principais características bacterianas em curto prazo. Ambos os meios de congelamento utilizados se mostraram eficientes na manutenção da viabilidade de C. violaceum pelo período de 60 dias de congelamento, permitindo o crescimento positivo das amostras após o descongelamento, porém com a diminuição significativa da expressão do pigmento violeta visualmente detectada no cultivo em meio sólido a 35 ºC pelo tempo de cultura utilizado. Dessa forma, o presente trabalho permitiu o isolamento de linhagem Chromobacterium violaceum da nascente no município de Jacareí (SP), o estabelecimento das condições de cultura e manutenção in vitro, assim como, seu congelamento e a manutenção de amostras da linhagem a longo prazo, com posterior descongelamento e viabilidade. Frente a obtenção da linhagem congelada, estudos adicionais sobre a diminuição da expressão visualmente detectável do pigmento violaceína nas amostras cultivadas de C violaceum pós-descongelamento, poderão ser mais bem investigadas em estudos futuros.

Nowadays, pollution by heavy metals has become a serious environmental problem that puts ecosystems and human health at risk. Faced of this problem, remediation techniques such as bioremediation using living organisms have shown expressive and efficient results in the removal of toxic heavy metals from the environment. Among the living organisms used in bioremediation, bacteria, especially Chromobacterium violaceum found naturally in tropical and subtropical regions, presents significant applicability potential in minimizing the toxic effects of heavy substances on the environment. Because it has the ability to retain particles of various metals, it can be used with biotechnological potential to remove these elements from the water. Additionally, C. violaceum produces as secondary metabolites, the pigments violacein and deoxyviolacein that showed relevant biological activities in human health, such as antitumor effects, antibiotics and antiparasitics. This study aimed to isolate a strain of Chromobacterium violaceum in raw spring water located in the municipality of Jacareí (SP), promote the propagation in solid medium culture and obtain frozen samples for potential future application in the bioremediation of heavy metals from industrial wastewater. The experimental methodology consisted of collection, preparation and sowing in two solid culture media, PCA and Agar-peptone, for isolation and maintenance of wild primary strain of Chromobacterium violaceum, by continuous peaks and cultivation at 35 ºC by spreading. Cryopreservation was performed in two media, M1 and M2, respectively constituted by Peptone enriched with human serum and 20% of glycerol, and Peptone with 10% of glycerol, with samples maintained long-term under temperature of -20 ºC, thawing after 60 days and viability analysis. The results obtained allowed the isolation of violet colonies characteristic of Chromobacterium violaceum from raw surface water sample of spring in the municipality of Jacareí (SP) by plating in depth, in both media used without presenting significant differences, but with more favorable positive growth in the samples collected in the rainy season, showing the culture and successive peaks, a practical and viable method for maintaining the main bacterial characteristics in the short term. Both freezing media used were efficient in maintaining the viability of C. violaceum for the period of 60 days of freezing, allowing positive growth of samples after thawing, but with a significant decrease in the expression of violet pigment visually detected in cultivation in solid medium at 35 ºC by the time of culture used. Thus, the present work allowed the isolation of Chromobacterium violaceum lineage from the spring in the municipality of Jacareí (SP), the establishment of culture conditions and in vitro maintenance, as well as its freezing and the long-term maintenance of strains with subsequent thawing and viability. Faced of obtaining the frozen strain, additional studies on the decrease of visually detectable expression of the violacein pigment in the cultured samples of C violaceum after thawing may be better investigated in future studies.