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Fitorremediação: tecnologia verde pode degradar poluentes cancerígenos

Fonte

UPM | Universidade Politécnica de Madri

Data

quinta-feira, 23 setembro 2021 07:00

Áreas

Biotecnologia. Microbiologia. Recursos Naturais. Saúde. Tecnologias. Toxicologia.

Durante décadas, o Programa Ambiental das Nações Unidas (PNUMA) tem dedicado especial atenção aos poluentes orgânicos persistentes (POPs), em cujas moléculas coexistem os quatro ‘cavaleiros do apocalipse ambiental’: alta toxicidade, estabilidade química (persistência), grande mobilidade geográfica e capacidade de bioacumulação. Esta última propriedade explica os altos níveis detectados em humanos e em grandes predadores marinhos e terrestres. Ao aumentar a concentração desses compostos, aumenta a probabilidade de desenvolvimento de câncer e outras doenças graves. A lei internacional é particularmente restritiva para os bifenilos policlorados (PCBs), cuja fabricação foi proibida nos Estados Unidos em 1979 e na União Europeia em 1987. No entanto, grandes quantidades são liberadas a cada ano de sumidouros naturais e locais previamente contaminados.

A tecnologia convencional de descontaminação de PCBs é invasiva e muito cara, levando à busca de alternativas inovadoras. Dentre elas, destaca-se a fitorremediação, tecnologia verde que se baseia na capacidade de algumas plantas (e seus microrganismos associados) de absorver e degradar PCBs e outros POPs. O processo funciona essencialmente com energia solar e sua aplicação melhora as propriedades do solo, entre muitas outras vantagens.

Algumas espécies arbóreas, principalmente choupos (gênero Populus), são particularmente capazes de descontaminar os solos, conforme analisado em recente revisão sobre fitorremediação de árvores. A utilidade desta tecnologia foi validada no campo e apresenta múltiplas vantagens econômicas e ecológicas, embora sua implementação esteja longe de ser ótima. Porque? No caso dos poluentes orgânicos, uma limitação muito importante é o conhecimento limitado das transformações metabólicas que sofrem na planta. Esse conhecimento é fundamental para aprimorar o processo de descontaminação e selecionar variedades com altas capacidades naturais, como os choupos.

Pesquisadores da Universidade Politécnica de Madri (UPM), na Espanha, investigaram o metabolismo de PCBs em choupos, um sistema de especial interesse por sua capacidade descontaminante e por ser um sistema modelo em pesquisa biológica. Seu genoma foi sequenciado após os de Arabidopsis thaliana e do Oryza sativa (arroz), o primeiro genoma completo de uma espécie arbórea.

Através de uma combinação de análises estruturais e funcionais, a equipe de pesquisa liderada pelo professor Dr. Luis Gómez conseguiu definir a primeira via metabólica em plantas capazes de degradar PCBs e poluentes relacionados. Um componente chave é uma enzima da superfamília SDR de desidrogenases redutases, cuja atividade era desconhecida até agora. A expressão dessa enzima em plantas modelo tem permitido comprovar seu papel na desativação de poluentes bifenílicos. O estudo também permitiu aos pesquisadores reconstruir a via metabólica envolvida: uma sucessão de modificações químicas que culminam na degradação natural dessas moléculas.

Esses resultados foram publicados na revista científica Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS). É importante ressaltar que os choupos não estão contaminados, uma vez que o fragmento de moléculas tóxicas e os pedaços resultantes, inócuos, são incorporados ao metabolismo normal da planta. Essa é uma diferença essencial com a remediação de metais pesados, que não podem ser destruídos e acabam em muitos casos se acumulando nos tecidos vegetais.

Melhorar a eficiência da descontaminação verde é muito importante, considerando a necessidade de implementação de tecnologias mais econômicas e ecologicamente corretas. Uma análise global publicada na revista científica The Lancet reflete bem a extensão do problema. A poluição representa o principal fator ambiental que causa mortes prematuras em todo o mundo: cerca de 9 milhões de pessoas por ano (em 2015). Este número dobra o número total de fatalidades da COVID-19 até o momento, mais de um ano e meio depois que o surto de Wuhan foi identificado.

O artigo da revista The Lancet também aponta que as perdas econômicas resultantes – custos de saúde, perdas de produtividade e outros – representam cerca de quatro trilhões de euros por ano. Um valor superior ao PIB da Alemanha em 2020 (a quarta economia mundial) e mais de três vezes e meia o PIB da Espanha no mesmo período. O impacto ecológico da poluição é igualmente colossal, embora sua avaliação econômica seja muito complexa. A crescente deterioração da qualidade ambiental se traduz em perdas de biodiversidade, produtividade ecológica e resiliência às mudanças ambientais. Com isso, os danos causados ​​por episódios de seca ou temperaturas extremas, cada vez mais frequentes, aumentam. Também aumenta o impacto de pragas e doenças e traz más notícias para o sequestro global de carbono. Melhorar a tecnologia de descontaminação atual é uma prioridade óbvia, para a saúde e para o planeta.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Politécnica de Madri (em espanhol).

Fonte: Universidade Politécnica de Madri. Imagem: Folha de Choupo. Fonte: Pixabay.