Avaliação dos efeitos de um coquetel fágico inespecífico sobre o biofilme e crescimento de Stutzerimonas stutzeri

Abstract

A corrosão microbiologicamente induzida (CMI) representa um desafio econômico e ambiental relevante, especialmente nas indústrias de petróleo e gás, onde a formação de biofilmes por microrganismos acelera a deterioração de superfícies metálicas. Entre as espécies bacterianas associadas a esse fenômeno destaca-se Stutzerimonas stutzeri, bactéria de origem marinha com capacidade de formar biofilmes e degradar hidrocarbonetos, comprometendo a integridade de estruturas metálicas e a qualidade do petróleo. Estratégias inovadoras de controle, como o uso de bacteriófagos, têm se mostrado alternativas promissoras aos biocidas químicos, devido à sua especificidade, à produção de enzimas que degradam a matriz extracelular e ao potencial de aplicação em coquetéis combinados. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos de fagos isolados e de um coquetel fágico inespecífico sobre o crescimento e a formação de biofilme de S. stutzeri. Ensaios foram conduzidos em microplacas MBEC (Minimum Biofilm Eradication Concentration) e em tanques piloto contendo cupons de aço carbono, com avaliação do crescimento bacteriano, biomassa total, morfologia do biofilme por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), rugosidade superficial por perfilometria óptica e observação de células aderidas por microscopia de fluorescência. Os resultados mostraram que, embora o coquetel fágico não tenha causado uma redução significativa no crescimento de células planctônicas, foi capaz de prevenir a formação de biofilme, especialmente em uma Multiplicidade de Infecção (MOI) de 10. A análise de perfilometria óptica indicou menor rugosidade nos cupons tratados, sugerindo menor presença de biofilme. A microscopia de fluorescência também revelou células mais espaçadas nos cupons tratados com o coquetel no MOI 10. Esses resultados sugerem o potencial biotecnológico do coquetel fágico para o controle do biofilme de S. stutzeri e para a mitigação da CMI em ambientes industriais, como a exploração de petróleo. Palavras-chave: corrosão microbiologicamente induzida; bacteriófagos; fagoterapia; superfícies metálicasMicrobiologically Induced Corrosion (MIC) represents a significant economic and environmental challenge, especially in the oil and gas industries, where the formation of biofilms by microorganisms accelerates the deterioration of metallic surfaces. Among the bacterial species associated with this phenomenon, Stutzerimonas stutzeri stands out. This is a marine bacterium with the capacity to form biofilms and degrade hydrocarbons, thus compromising the integrity of metallic structures and oil quality. Innovative control strategies, such as the use of bacteriophages, have proven to be promising alternatives to chemical biocides due to their specificity, their production of enzymes that degrade the extracellular matrix, and their potential for application in combined cocktails. In this work, the effects of isolated phages and a non-specific phage cocktail on the growth and biofilm formation of S. stutzeri were evaluated. Assays were conducted in MBEC (Minimum Biofilm Eradication Concentration) microplates and in pilot tanks containing carbon steel coupons, with assessment of bacterial growth, total biomass, biofilm morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM), surface roughness by optical profilometry, and observation of adhered cells by fluorescence microscopy. The results showed that, although the phage cocktail did not cause a significant reduction in the growth of planktonic cells, it was capable of preventing biofilm formation, especially at a Multiplicity of Infection (MOI) of 10. Optical profilometry analysis indicated lower roughness on the treated coupons, suggesting a lower presence of biofilm. Fluorescence microscopy also revealed more spaced-out cells on the coupons treated with the cocktail at MOI 10. These results suggest the biotechnological potential of the phage cocktail for the control of S. stutzeri biofilm and for the mitigation of MIC in industrial environments, such as oil exploration. Keywords: microbiologically induced corrosion (MIC); bacteriophages; phage therapy; metallic surfaces.