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Estamos preparando bactérias para reforçar ambiente, energia e nossa saúde

Marcel Lisboa/UOL
Imagem: Marcel Lisboa/UOL

Thiago Varella

Colaboração para Tilt

22/01/2021 04h00

Hanseníase, sífilis, cólera, tétano, tuberculose? Parece letra de música dos Titãs, mas é uma pequena lista de doenças causadas por bactérias. Mas esses microorganismos não causam só mal; a solução para vários de nossos problemas atuais pode estar nelas. Se formos bem sucedidos em domá-las, elas poderão reduzir bastante a poluição ambiental ou nos deixar supersaudáveis.

Um estudo recente realizado por pesquisadores da Universidade do Estado de Michigan (EUA) descobriu que bactérias que vivem no solo e em sedimentos, conhecidas como geobactérias, são capazes de impedir que contaminações de cobalto cheguem a lençóis freáticos.

O grupo de pesquisadores, liderado por Genna Reguera, investigava o que acontecia com as bactérias quando entravam em contato com o cobalto —um metal utilizado, por exemplo, nas baterias dos veículos elétricos, mas que é altamente tóxico para os humanos.

Na pesquisa, a equipe descobriu que a geobactéria consegue extrair o metal do óxido sem deixar penetrar em suas células. Aliás, a bactéria se recobre com o metal, formando uma nanopartícula de cobalto em sua superfície, como se fosse a armadura do super-herói Homem de Ferro.

A descoberta pode ajudar a recuperar e reciclar de maneira segura o cobalto que vaza das baterias de lítio. Outros pesquisadores também podem estudar se a geobactéria pode ajudar a limpar o cádmio, um metal que também poluente que afeta comunidades pobres nos Estados Unidos.

De acordo com Caio Rachid, do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes, da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), os pesquisadores já sabem, há algum tempo, que algumas bactérias são capazes de suportar altas concentrações de metais pesados. No entanto, a novidade agora foi a de elucidar melhor os mecanismos fisiológicos pelos quais a geobactéria é capaz de executar essa atividade.

"É curioso que essa pesquisa não foi pensada já com essa aplicação em mente. Ao contrário, ela pretendia entender melhor o metabolismo de uma bactéria. É o que chamamos de pesquisa básica, pois não tem uma lógica de geração de produto em curto prazo", explicou.

As bactérias, de fato, são capazes de reciclar a maioria dos elementos químicos. Por isso, segundo Elen Aquino, doutora em biotecnologia e professora da Unifesp (Universidade Federal de São Paulo), são excelentes organismos para serem usados no tratamento de efluentes e de resíduos industriais, além do esgoto doméstico.

"As bactérias são capazes de consumir gases do efeito estufa, como CO2 e metano, e transformá-los em bioprodutos de interesse biotecnológico, como biopolímeros, por exemplo. Este pode vir, num futuro próximo, a substituir parte dos plásticos derivados de petróleo, sabidamente tão danosos ao meio ambiente", disse.

Fim dos agrotóxicos?

Outro uso interessante para as bactérias é como biofertilizante para evitar o uso de agrotóxicos. Rachid explora em seu laboratório o potencial dos organismos que vivem no interior das raízes e folhas.

"Pesquisas demonstram que com determinadas bactérias podemos aumentar a sobrevivência e o crescimento das plantas. Acredito que poderemos reduzir muito a aplicação de fertilizantes e defensivos agrícolas com bactérias benéficas, gerando mais alimento com menor impacto ao ambiente", explicou.

As bactérias também podem funcionar como agentes de controle biológico em plantações. Algumas plantas transgênicas já têm proteínas naturalmente produzidas pela bactéria Bacillus thuringiensis, e essas plantas resistam a determinados insetos-pragas.

"Para que as plantas apresentem essa resistência, foi inserido em seu DNA um gene que expressa uma proteína tóxica para alguns insetos como lagartas, besouros, moscas. Essa inserção, entretanto, não tem efeito sobre outros organismos e nem sobre o ser humano", afirmou.

Uso no combate a doenças

A maneira como as bactérias atuam dentro do nosso organismo também é objeto de estudo mundo afora. Segundo Rachid, diversas startups estão desenvolvendo composições microbianas para reduzir a obesidade, melhorar a resposta ao tratamento de câncer, controlar manifestação do autismo ou combater a depressão, entre outros fatores.

Outras pesquisas envolvem o desenvolvimento de coquetéis de bactérias para serem aplicadas a corais marinhos. Os probióticos evitariam que os recifes sejam prejudicados pela poluição ou aquecimento global, evitando, assim, a extinção de muitos organismos marinhos.

Produção de energia

Talvez um dos usos mais estudados para as bactérias seja a capacidade de produzir energia, seja como gás combustível, na forma de eletricidade ou hidrogênio.

"Algumas pesquisas aqui e no exterior estudam um componente denominado célula-combustível. Neste dispositivo, as bactérias degradam a matéria orgânica e geram eletricidade através das membranas celulares, gerando somente vapor de água como resíduo", contou Aquino.

Apesar de tantas pesquisas e de tantos usos diferentes, há uma questão a ser superada na biotecnologia. Hoje, quase todos os produtos microbianos que existem são compostos por microorganismos que só podem ser cultivados em laboratório.

"Mais de 99% das bactérias que existem nunca foram cultivadas. Conforme a gente conseguir avançar nessa área, outras oportunidades surgirão", disse Rachid.

Uma possível solução para isso está no sequenciamento genético. "Nos estudos metagenômicos, somos capazes de sequenciar rapidamente o genoma de milhares de bactérias diferentes em um determinado local. Depois, um trabalho intenso de bioinformática entra para reconstruir esses genomas e interpretar seu conteúdo", completou.

Em um futuro próximo, as bactérias aparecerão em diversos novos processos e produtos. Assim como esses microorganismos provavelmente deram origem à vida aqui na Terra, eles se mostram essenciais para a manutenção da nossa presença por aqui.