Destaque

Pesquisadores estudam monitoramento ambiental de poluentes orgânicos por meio de plantas

Fonte

Universidade Kobe

Data

sexta-feira, 10 setembro 2021 08:15

Pesquisadores do Centro de Pesquisa de Biossinais da Universidade Kobe, no Japão, desenvolveram com sucesso plantas que podem ser usadas para detectar poluentes orgânicos, como bifenilos policlorados e produtos químicos desreguladores endócrinos, que contaminam o solo e a água.

Principais destaques da pesquisa

• O monitoramento ambiental é vital para entender como a poluição de substâncias químicas se espalha pelo meio ambiente.
• Os pesquisadores desenvolveram um novo método de monitoramento, introduzindo receptores químicos de animais nas plantas.
• Eles foram capazes de detectar o poluente bifenil policlorado (PCB), um tipo de dioxina, usando plantas AhR.
• Usando plantas ER, eles foram capazes de detectar poluição causada por desreguladores endócrinos.
• As plantas transgênicas desenvolvidas neste estudo não requerem pré-tratamento e podem ser utilizadas como uma forma de monitorar a toxicidade dos poluentes de maneira conveniente e econômica.

Metodologia e descobertas

A equipe de pesquisa desenvolveu um método de monitoramento completamente diferente dos métodos anteriores, que requerem pré-tratamentos e aparelhos caros para determinar o tipo e a concentração de poluentes em uma amostra ambiental.

Os animais possuem proteínas chamadas receptores químicos que reconhecem e interceptam substâncias químicas que penetram nas células de fora do corpo. Quando um receptor se liga a uma substância estranha dentro da célula, ele ativa a transcrição de um gene específico. A função normal da proteína criada por esse gene é reagir com a substância estranha e excretá-la do corpo.

Um exemplo desse tipo de receptor é o AhR (receptor de hidrocarboneto de arila). Dentro das células, o AhR se liga a dioxinas e PCBs de alimentos contaminados. Em seguida, ele cria uma enzima que pode transformá-los em substâncias que são facilmente dissolvidas em água, promovendo assim sua excreção do corpo. Portanto, o AhR desempenha um papel importante ao indicar se as dioxinas e os PCBs são ou não tóxicos para os animais.

Além disso, o receptor de estrogênio (ER) responde aos hormônios criados dentro do corpo de um animal e está envolvido na expressão de genes importantes para a morfogênese e o crescimento. O ER se liga ao hormônio feminino estradiol e regula estritamente o momento e a quantidade de ativação da transcrição genética para a proteína que deve ser produzida em resposta ao hormônio. No entanto, se o ER se ligar a uma substância química desreguladora endócrina que entrou no corpo por meio de alimentos ou água, isso interromperá o tempo e o nível de ativação da transcrição do gene, resultando em efeitos prejudiciais.

As plantas, por outro lado, não conseguem se mover depois de criarem raízes, de modo que suas raízes se espalham sob o solo para obter os nutrientes necessários para o crescimento. Elas são capazes de absorver nutrientes suficientes, mesmo quando as concentrações são baixas, porque continuam a estender suas raízes. Em outras palavras, as plantas têm a capacidade de acumular substâncias químicas que são absorvidas do solo por meio de suas raízes.

A equipe de pesquisa teve a ideia de um método para monitorar a contaminação ambiental, que envolve a introdução de receptores químicos de origem animal em uma planta e sua utilização para detectar poluentes absorvidos pela planta. Eles criaram uma planta AhR para monitoramento de PCB e uma planta ER para monitorar produtos químicos com desregulação endócrina. Quando essas plantas foram cultivadas em solos e culturas que continham os respectivos contaminantes, os poluentes absorvidos pelas raízes se ligavam aos receptores no interior das células, ativando a transcrição do gene repórter. Assim, é possível monitorar os poluentes detectando este gene repórter.

As plantas AhR podem detectar CB126, que é o PCB mais tóxico, bem como outros tipos (CB77, CB118). Por outro lado, as plantas ER podem detectar octilfenol (OP, um tipo de alquilfenol), além do hormônio feminino 17ß-estradiol, os inseticidas fipronil e imidacloprida, e o ácido organofluoro perfluorooctanossulfônico (PFOS). É sabido que esses produtos químicos contaminam o solo e os sistemas hídricos. A equipe de pesquisa descobriu que essas plantas demonstravam albinismo e anormalidades estruturais, como raízes mais curtas, quando os poluentes estavam presentes. Isso indica que é possível detectar poluentes de uma forma observável que é ainda mais simples do que a detecção do gene repórter.

Como sequência do estudo, os pesquisadores esperam usar plantas para desenvolver uma tecnologia viável e barata para monitorar a toxicidade.

Os resultados foram publicados nas revistas científicas Journal of Plant Physiology  e Chemosphere.

Acesse o resumo do artigo científico na revista Journal of Plant Physiology  (em inglês).

Acesse o artigo científico completo na revista Chemosphere  (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Kobe (em inglês).

Fonte: Universidade Kobe.