Protozoários zoonóticos de veiculação hídrica em uma laguna urbana turística no sul do Brasil: riscos à saúde pública sob pressões sazonais e antropogênicas

Abstract

Protozoários patogênicos como Cryptosporidium spp., Giardia duodenalis, Blastocystis sp. e Toxoplasma gondii têm ganhado destaque como agentes emergentes de doenças veiculadas pela água, sobretudo em regiões com infraestrutura de saneamento deficiente. Apesar de sua importância para a saúde pública, o monitoramento ambiental desses organismos ainda é escasso, especialmente em ecossistemas de transição, como lagoas costeiras. O objetivo do estudo foi investigar a ocorrência, distribuição espacial e frequência temporal, e as associações ambientais de quatro protozoários veiculados por água em uma laguna costeira subtropical, semiaberta e urbanizada (Lagoa da Conceição, Brasil), integrando análises parasitológicas, físico-químicas, moleculares e de risco à saúde humana. Foram coletadas 56 amostras de água superficial, entre fevereiro de 2023 e fevereiro de 2024, em oito pontos georreferenciados. A detecção dos protozoários foi realizada por microscopia de epifluorescência e Nested-PCR, enquanto parâmetros físico-químicos foram determinados in situ e em laboratório. As análises estatísticas incluíram PCA, Kruskal-Wallis, Mann-Whitney, testes exatos de Fisher, índices de diversidade e análise de agrupamento. A avaliação quantitativa de risco microbiológico (QMRA) foi aplicada para estimar o risco anual de infecção associado à exposição recreativa por G. duodenalis e Cryptosporidium spp. Todas as amostras apresentaram pelo menos um protozoário, indicando contaminação universal (100%). Blastocystis sp. foi o mais frequente (87,5%), seguido por Cryptosporidium spp. (75%), G. duodenalis (66,1%) e T. gondii (23,2%). O sequenciamento genômico confirmou a identidade de T. gondii em 61,5% das amostras PCR-positivas. Apenas T. gondii apresentou variação temporal (p = 0,0366), com menor ocorrência no verão. Foram observadas diferenças espaciais marcantes, com os pontos LC1, LC2 e LC7 apresentando maior frequência de protozoários. As análises multivariadas indicaram associações significativas entre a presença de protozoários e parâmetros como salinidade, condutividade elétrica, pH e sólidos totais. A análise de risco (QMRA) revelou que, em alguns cenários de exposição, o risco anual de infecção por Cryptosporidium spp. e Giardia spp. ultrapassou o limite aceitável de 1 caso por 10.000 pessoas/ano estabelecido pela OMS, e limite de 3,6% da USEPA, indicando riscos reais à saúde pública, especialmente em locais com maior concentração dos parasitos. Os resultados demonstram contaminação persistente por protozoários em um corpo hídrico de uso recreacional intenso, com risco potencial à saúde humana. A associação com parâmetros físico-químicos reforça a necessidade de vigilância integrada e contínua, que inclua indicadores parasitológicos nos programas de monitoramento da qualidade da água. Este estudo oferece dados inéditos para uma laguna costeira semiaberta no Sul do Brasil, contribuindo para os compromissos globais de saúde e saneamento.

Abstract: Pathogenic protozoa such as Cryptosporidium spp., Giardia duodenalis, Blastocystis sp., and Toxoplasma gondii have emerged as significant waterborne pathogens, especially in regions with inadequate sanitation infrastructure. Despite their relevance to public health, environmental monitoring of these organisms remains limited, particularly in transitional ecosystems such as coastal lagoons. This study aimed to investigate the occurrence, spatial and seasonal distribution, and environmental associations of four waterborne protozoa in a subtropical, semi-enclosed, urbanized coastal lagoon (Conceição Lagoon, Brazil), integrating parasitological, physicochemical, molecular, and microbial risk assessment approaches. A total of 56 surface water samples were collected from eight georeferenced sites between February 2023 and February 2024. Protozoa detection was performed using epifluorescence microscopy and Nested-PCR, while physicochemical parameters were measured in situ and in the laboratory. Statistical analyses included PCA, Kruskal-Wallis, Mann-Whitney, Fisher?s exact tests, diversity indices, and clustering analysis. Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA) was applied to estimate the annual infection risk associated with recreational exposure to G. duodenalis and Cryptosporidium spp. All samples were positive for at least one protozoan, indicating widespread contamination (100%). Blastocystis sp. was the most frequently detected (87.5%), followed by Cryptosporidium spp. (75%), G. duodenalis (66.1%), and T. gondii (23.2%). Genomic sequencing confirmed T. gondii identity in 61.5% of PCR-positive samples. Only T. gondii exhibited seasonal variation (p = 0.0366), with lower occurrence in summer. Notable spatial differences were observed, with sites LC1, LC2, and LC7 presenting greater protozoan frequency. Multivariate analyses revealed significant associations between protozoan presence and environmental parameters such as salinity, electrical conductivity, pH, and total solids. QMRA results showed that, under certain exposure scenarios, the annual infection risk for Cryptosporidium spp. and Giardia spp. exceeded both the WHO threshold of 1 case per 10,000 people/year and the USEPA benchmark of 3.6%, indicating real public health concerns, particularly in sites with higher parasite concentrations. These findings demonstrate persistent protozoan contamination in a high-use recreational waterbody, with potential health risks to the population. The association with physicochemical parameters underscores the need for integrated and continuous surveillance that includes parasitological indicators in water quality monitoring programs. This study provides novel data from a semi-enclosed coastal lagoon in southern Brazil, contributing to global efforts toward health and sanitation goals.