08/08/2022 - Tecnologia e Inovação

Micro-organismos poderiam acabar com a contaminação do plástico

Por Sahira Janeir Garazatúa

Imagen de portada
Imagen de portada
Imagen de portada
Imagen de portada

A biotecnologia no ambiente

Agosto é o mês da Pachamama (mãe terra). As comunidades andinas, especialmente do noroeste argentino, agradecem-lhe por tudo o que a natureza lhes fornece. Eles depositam sua fé e lhe rendem uma homenagem por rituais e oferendas (que podem ser produtos colhidos da região ou produtos valorizados pelas comunidades). Este costume que vem de geração em geração ao longo de vários séculos de a pouco começa a extrapolar-se ao resto da população. Não só do lado de se somar de maneira respeitosa a esse costume, mas também do lado do entendimento do pensamento de ser grato com a nossa terra. A consciência ambiental está a tornar-se cada vez mais centrada na colaboração com o cuidado do nosso planeta Terra, ao mesmo tempo em que nos perguntamos o que é que lhe retribuimos em troca? E é aqui que entram em jogo várias ferramentas, como a adoção de certos costumes em nossas casas: separar o lixo e reciclar, como a divulgação para conscientização do que tenho ao lado e chegar a mais pessoas, e principalmente o que me interessa destacar, a utilização de ferramentas biotecnológicas que colaborem com o cuidado do meio ambiente.

A indústria do plástico e uma possível solução biológica

É sabido que a indústria do plástico é uma das mais poluídas. Seus depositados demoram anos a degradar-se afetam os solos, oceanos e a biodiversidade interrompendo com processos naturais dos seres vivos, e intoxicando-os. Prevê-se que, até 2050, haja mais plástico do que peixes em questão de peso (Kg). Especificamente, os polietilenos (composto muito utilizado para os plásticos) são polímeros de carbono e hidrogénio resistentes à decomposição biológica, tanto que se calcula que em 100 anos se degradaria menos de 0,5%. Diz-se que este produto não é biodegradável porque nenhum organismo vivo seria capaz de se alimentar e degradar. No entanto, descobriu-se há algum tempo que o uso de microrganismos se apresenta de maneira positiva como uma possível solução tentadora para esses problemas. De que maneira? Utilizando como substrato (alimentação) os resíduos poluentes e gerando produtos liberados ao meio menos prejudiciais.

No dia de hoje, são conhecidas dezenas de espécies de microrganismos (bactérias, protozoos e fungos) capazes de digerir e assimilar, tanto que grupos de pesquisa indagam a forma de aumentar a porcentagem de efetividade e acelerar essa capacidade para levá-lo à produção na indústria. Um caso muito particular é o de Ideonella sakaiensi, descoberta em 2016 por um grupo japonês liderado por Shosuke Yoshida. Esta bactéria encontrada no interior de uma planta de reciclagem de garrafas de plástico foi a única estirpe que se encontrava presente capaz de degradar tereftalato de polietileno (PET) a ácido tereftálico e etilenglicol. Por outras palavras, esta estirpe bacteriana vive utilizando como principal fonte de energia (alimento) ao PET, um dos plásticos mais utilizados como embalagens de bebidas, produtos farmacêuticos e têxteis. Esta bactéria é capaz de degradar em apenas 6 semanas a temperaturas entre 30-40 graus segundo degrade PET ou filmes PET. Para isso, utiliza duas enzimas hidrolasas (ISF6_4831 ou PETasa e ISF6_0224 ou MHETasa) num processo de degradação na presença de H2O. A primeira enzima gera como produto um intermediário e a segunda toma como substrato para finalmente libertar o ácido tereftálico e o etilenglicol que são menos benignos para o ambiente. Cabe destacar, que se acredita que Ideonella sakaiensi Há apenas 70 anos, provavelmente, tendo evoluído em paralelo com a indústria do plástico, pelo que não teve tantas mutações como outras estirpes que existem há muito mais tempo.

Para efectivizar este processo, conseguiu-se patentear uma enzima PETase de Ideonella sakaiensi mutada em seu centro catalítico que otimiza a decomposição do plástico (até 10% mais rápido). Além disso, conseguiu-se gerar uma proteína de fusão com ambas as enzimas (PETa e MHETasa) formando uma única supernzima o que triplica a degradação do PET. E descobriu-se que esta modificação lhe confere também a capacidade de degradar puranoato de polietileno (PEF), um bioplástico. Por outro lado, uma equipe integrada por pesquisadores de TBI, Université de Toulouse, CRITT Bio-Industries e Carbios, Biopôle Clermont Limagne chegou ainda mais longe e em 2020 tomaram a enzima cutinasa de compost de folhas e ramos (LLC), também com capacidade de degradar PET e redesenharam conseguindo uma enzima mutante 10.000 vezes mais eficiente na degradação do PET do que a LCC natural podendo decompor o plástico em apenas 10 horas. Além disso, é estável a 72 °C, temperatura onde o PET se torna maleável sendo mais fácil de dissolver. Felizmente, já se encontra em fase piloto a nível industrial.

Os microrganismos também podem contribuir para a produção de plásticos a partir de fontes de carbono renováveis e menos prejudiciais. Os poli-hidroxialcanoatos (PHA), por exemplo, são biopoliésteres sintetizados intracelularmente por alguns microrganismos como reserva de carbono e energia que, uma vez extraídos da célula, apresentam propriedades físicas semelhantes aos plásticos derivados do petróleo como polietileno e polipropileno e, em seguida, podem ser assimilados por diversos microrganismos quer sejam de solos, mares, ou águas residuais sem causar efeitos tóxicos. O PHA mais estudado é o P3HB (poli-3-hidroxibutirato), produzido pela bactéria Ralstonia eutropha A partir de Acetil CoA (uma molécula presente em nossos organismos indispensáveis à formação de energia), a partir de 3 enzimas que realizam 3 reações e depois pode ser facilmente degradado liberando dióxido de carbono ou metano. Atualmente, uma das grandes vantagens deste biopolímero é que podem ser utilizados em biomedicina, pois são compatíveis com o tecido humano e são reabdorvidos a uma baixa velocidade.

Bioplásticos vs plásticos derivados do petróleo

Embora os bioplásticos sejam actualmente produzidos a nível comercial, a indústria do plástico não é tão viável como os derivados do petróleo, uma vez que o preço é mais elevado. Para atenuar este problema econômico, são tomadas medidas para torná-los mais acessíveis à população, entre as quais figuram melhorias no processo de fermentação e extração, bem como o desenvolvimento de cepas microbianas mais produtivas que possam utilizar substratos de baixo custo.

Quanto à actual situação mundial, embora os preços do petróleo continuem voláteis sem estabilizar e com o medo de um abrandamento na procura do petróleo, um aumento na produção e um aumento nas reservas de petróleo bruto e gasolina, estes dias têm vindo a diminuir. No entanto, para além do panorama actual, a longo prazo é estimado que vai continuar a subir como o último ano. Além disso, estima-se que a procura de produtos plásticos aumentará drasticamente para o que será necessário utilizar 50% do petróleo disponível nesse momento. Tal situação teria um impacto no preço dos plásticos, que se prevê aumentaria drasticamente. Se assim acontecer, isso seria positivo para a indústria dos bioplásticos quanto aos custos de produção.

Desta forma, a revolução da produção e da reciclagem de plásticos passaria a utilizar elementos da natureza para produzê-los, decompõe-os e reiniciá-los no ambiente, gerando uma economia circular que favoreça a população não só pelos custos de produção, mas também pela redução dos efeitos nocivos para o ambiente. É uma questão de continuar a agir em direcção à mudança.

Deseja validar este artigo?

Ao validar, você está certificando que a informação publicada está correta, nos ajudando a combater a desinformação.

Validado por 0 usuários
sahira janeir

Sahira Janeir Garazatúa

Olá, Sou Sahira, Biotecnóloga Biomédica! Estudei em Buenos Aires onde me enfoquei na epigenética e reprodução, mas agora me encontra na Espanha desenvolvendo tratamentos terapia celular e regeneração neuronal da medula espinhal, e combinando a IA para a detecção precoce de doenças. Além disso, estudo Gestão Tecnológica de CDTM, Valencia-Munich onde desenvolvimento produtos e soluções digitais inovadoras para empresas como Lufthansa e S2grupo.

Linkedin

Visualizações: 1

Comentários