Cinética de inativação de UV de 280 nm

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 2186 (2023) Citar este artigo

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As micobactérias não tuberculosas (NTM) são patógenos oportunistas de instalações sanitárias (PPPPs) que causam uma doença respiratória onerosa transmitida pela água. Devido à sua resistência a desinfetantes químicos e ao crescimento de biofilmes em sistemas de distribuição de água potável, o tratamento pode ser melhor realizado usando pequenas unidades de desinfecção ultravioleta no ponto de uso (POU), como em uma torneira ou chuveiro. Os diodos emissores de luz ultravioleta (UV-LEDs) são adequados para tais aplicações, mas os dados de resposta à fluência não estão disponíveis para uma das MNT mais importantes, o Mycobacterium abscessus. Neste estudo, um aparelho UV-LED de 280 nm em escala de bancada foi usado para irradiar M. abscessus em uma matriz aquosa. O perfil de resposta de fluência foi sigmoidal, exibindo ambos os fenômenos de ombro e cauda. A regressão linear simples e o modelo de cinética de inativação de Geeraerd produziram valores de k de 0,36 e 0,37 cm2/mJ, respectivamente, revelando que M. abscessus é mais resistente a UV do que Pseudomonas aeruginosa e Legionella pneumophila, o que sugere que as MNT estão entre as mais resistentes a UV OPPPs. Os resultados deste estudo sugerem que a irradiação UV-LED de 280 nm pode ser uma opção prática e eficaz para inativar o M. abscessus na UOP. Espera-se que as unidades de desinfecção que podem fornecer uma fluência de 10 mJ/cm2 atinjam quase 2 log (99%) de inativação de M. abscessus.

Globalmente, em 2020, 2 bilhões de pessoas ainda não têm acesso a serviços de água potável administrados com segurança, e estima-se que a água potável microbiologicamente contaminada cause 485.000 mortes por diarreia a cada ano1. Mesmo em sistemas maduros de água potável com processos de desinfecção de alto desempenho, houve um aumento de surtos devido a patógenos oportunistas de encanamento (PPPPs) (também chamados de patógenos associados a biofilme), consistindo principalmente de micobactérias não tuberculosas (NTM), Legionella spp. e Pseudomonas spp., que pode dominar devido à pressão seletiva nas condições do sistema de tratamento e distribuição de água potável2. Esses patógenos são resistentes à desinfecção química, podem se associar a amebas de vida livre e demonstraram crescer em sistemas de distribuição de água e especialmente em encanamentos de instalações. Lá, longos tempos de residência, baixos níveis residuais de desinfetante e temperaturas insuficientes da água quente permitem que os OPPPs se amplifiquem e persistam em biofilmes. Clinicamente, os OPPPs têm sido associados a surtos e fornecem uma fonte de exposição persistente, especialmente para indivíduos vulneráveis. Por essas razões, as espécies dos três gêneros acima se juntaram à Quinta Lista de Candidatos a Contaminantes de Água Potável (CCL 5)3 da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (US EPA), uma "lista de contaminantes que atualmente não estão sujeitos a nenhuma legislação nacional proposta ou promulgada regulamentos primários de água potável, mas são conhecidos ou previstos para ocorrer em sistemas públicos de água."

Para identificar os patógenos mais significativos transmitidos pela água, Collier et al.4 revisaram 17 doenças infecciosas transmitidas pela água nos EUA e descobriram que, embora as OPPPs (NTM, Pseudomonas, Legionella) não tenham sido responsáveis ​​pela maioria dos casos, elas causaram a maioria das hospitalizações e mortes . Entre um total de 7.150.000 casos de doenças transmitidas pela água adquiridas domesticamente, os causados ​​por OPPPs foram estimados em 68.900 (infecção por MNT), 15.900 (pneumonia por Pseudomonas) e 11.000 (doença dos legionários). As OPPPs causaram taxas de hospitalização notavelmente altas de 74,8% (infecção por MNT), 97,2% (pneumonia por Pseudomonas) e 98,1% (doença dos legionários). A infecção por MNT causou a maioria das hospitalizações (51.400), seguida de otite externa (23.200) e pneumonia por Pseudomonas (15.500). Entre um total de 6.630 mortes, as OPPPs novamente dominaram, estimadas em 3.800 (infecção por MNT), 730 (pneumonia por Pseudomonas) e 995 mortes (doença dos legionários). No geral, a transmissão pela água que causa doenças respiratórias foi responsável por 83% de todas as mortes transmitidas pela água adquiridas domesticamente. O custo direto total de saúde das doenças transmitidas pela água nos EUA foi estimado em US$ 3,33 bilhões, com as três doenças relacionadas a OPPP (representando doenças respiratórias transmitidas pela água adquiridas domesticamente) respondendo por US$ 2,39 bilhões (71,8%). A infecção por MNT foi a doença mais cara em geral (US$ 1,53 bilhão), seguida por otite externa (US$ 564 milhões) e pneumonia por Pseudomonas (US$ 453 milhões). Em contraste com estudos históricos anteriores ao tratamento de água e saneamento generalizado, Collier et al. os resultados sugerem que a carga atual de doenças transmitidas pela água vem principalmente de patógenos ambientais (por exemplo, OPPPs), em oposição a patógenos entéricos que podem ser prontamente tratados antes da distribuição.