Cultivos microbianos
A biorremediação é uma tecnologia emergente que utiliza microrganismos, plantas ou enzimas microbianas para eliminar contaminantes no ambiente. [1] Esta tem como objetivo não apenas limpar ecossistemas, mas também, como o nome indica, remediar ou restaurar esses ecossistemas ao seu estado prévio à contaminação. As atividades humanas têm provocado um aumento considerável na emissão de contaminantes em todas as suas formas, o que, por sua vez, ocasiona a contaminação de solos, subsolos, rios, lagos, mares e mais. A biorremediação é considerada uma alternativa ecológica e mais econômica que outras metodologias de limpeza ambiental, pois se baseia na degradação de contaminantes por meio de processos microbiológicos como a bioacumulação, a absorção de contaminantes por um organismo, e uma bioconcentração que se amplifica ao longo da cadeia trófica, o que é conhecido como biomagnificação [2], a biomineralização, onde microrganismos utilizam compostos minerais como carbonatos, silicatos e fosfatos para sustentar suas estruturas biológicas [3], a biosorção, uma captação passiva (em fase líquida e ocorre entre os solutos e os grupos funcionais do sorvente), que é uma propriedade das biomasas para captar e ligar substâncias contaminantes, a biolixiviação, onde enzimas dos microrganismos ajudam a precipitar os metais e convertê-los em sais, os quais são mais facilmente removidos e purificados, a biodegradação, a decomposição de substâncias orgânicas em substâncias orgânicas menores ou em moléculas inorgânicas, ou a biotransformação, a alteração das moléculas contaminantes para convertê-las em moléculas menos tóxicas ou completamente seguras. [2]
Todas essas diferentes metodologias utilizam microrganismos, em algumas ocasiões são organismos específicos para a limpeza de certo material ou ecossistema, mas a introdução de novos microrganismos também representa um risco, por isso também é explorada a possibilidade de utilizar microrganismos nativos do ecossistema em questão. Por isso existem dois caminhos principais na hora de praticar a biorremediação, seja in situ ou ex situ. Ao trabalhar in situ, deve-se considerar adicionalmente o impacto que o processo de biorremediação poderia ter no ecossistema, por isso existem metodologias como a bioestimulação, onde são feitas modificações no meio justamente para estimular o crescimento de microrganismos nativos que possam limpar o meio, e embora os procedimentos ex situ sejam mais caros e complicados, eles são mais seguros, como a bioaumentação, onde são introduzidos microrganismos aclimatados ou geneticamente modificados com um objetivo específico.
Nos processos de biorremediação, o uso mais comum é uma única espécie de bactéria ou levedura para realizar a restauração do meio, mas em alguns casos específicos pode ser benéfico o uso de mais de um microrganismo, pois às vezes pode ser que várias espécies possam lidar com o mesmo tipo de contaminante, ou até mesmo pode haver uma complementaridade entre elas. Isso é chamado de consórcio microbiano. "Um consórcio microbiano é uma associação natural de duas ou mais populações microbianas, de diferentes espécies, que agem conjuntamente como uma comunidade em um sistema complexo, onde todos se beneficiam das atividades uns dos outros". Assim o descreve Ochoa Carreño D. et al [3] Os consórcios microbianos podem desempenhar um papel importante e funcionam como uma ferramenta viável devido ao aumento na diversidade metabólica neles, o que permite a eliminação de vários contaminantes ao mesmo tempo. [1] Isso pode representar uma enorme vantagem para a biorremediação.
Alguns consórcios microbianos já foram utilizados na limpeza de metais pesados, resíduos industriais e sobretudo de hidrocarbonetos. Em um estudo, foram realizados testes para observar a capacidade de degradação de um consórcio nativo em comparação a um preparado, e chegou-se à seguinte conclusão, "o uso de consórcios nativos para remediar solos contaminados com hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) mostra um grande potencial para seu uso na biorremediação. A exposição prolongada dos consórcios aos HAPs os torna mais eficientes para degradar o contaminante como única fonte de carbono. As vantagens obtidas com um consórcio nativo são que ele se forma de maneira natural e tem maior potencial para a degradação. Quanto aos consórcios preparados em laboratório, há vantagens e desvantagens. As vantagens são que formam consórcios com cinéticas de degradação mais eficientes e que toleram concentrações mais altas de contaminante. Uma grande desvantagem dos consórcios preparados é a dificuldade de formá-los e de fazer com que convivam de maneira harmoniosa e não compitam pelo substrato e espaço". [4] Por outro lado, o trabalho de Licursi et al. (2021) expõe a formação de um consórcio projetado para limpar um corante industrial; este consórcio demonstrou uma efetividade de 52% em termos de detoxificação e até 86% nos ensaios de descoloração com concentrações de até 500 ppm. O consórcio em questão era composto por Mucor racemosus CBMAI 847, Marasmiellus spp. CBMAI 1062, B. subtilis CBMAI 707 e Dietzia maris CBMAI 705. [1]
Existem vários exemplos que demonstram o potencial de buscar e encontrar microrganismos compatíveis que possam trabalhar em sinergia. Todos sabemos que duas cabeças pensam melhor que uma e quanto mais, melhor. Bem, com base nisso, quanto mais microrganismos, melhor o remédio. A contaminação está atingindo níveis críticos e simplesmente insustentáveis. A biorremediação é uma forma pela qual a biotecnologia busca aproveitar as mesmas ferramentas que a natureza oferece e colocá-las a nosso serviço. Como muitas coisas, a limpeza e remoção de contaminantes por meio de tecnologias antiquadas não é algo que promete um futuro melhor, apenas adia o inevitável. A biorremediação é uma ferramenta que promete não apenas limpar, mas também reparar os danos que causamos, e os consórcios microbianos são uma de suas formas mais eficientes de fazê-lo.
Referências
1. Calderón-Pazos AP, Ortega-Ferron P, Catillo L. Uso de consórcios microbianos na biorremediação marinha: uma revisão. Revista da Sociedade Mexicana de Biotecnologia e Bioengenharia [Internet]. 2023;27(2):9–20. Disponível em: https://smbb.mx/wp-content/uploads/2023/07/Revista-2023-Vol-27-No-2.pdf
2. Castillo LC. Biorremediação. 2022
3. de Wet M, Brink H. Fungi na biorremediação de efluentes tóxicos. In: Elsevier, editor. Fungi Bio-Prospects in Sustainable Agriculture, Environment and Nanotechnology [Internet]. Brighton, England: Sussex Academic Press; 2021. p. 407–431. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128219256000186
4. Tirado-Torres D, Acevedo-Sandoval O, Romo-Gómez C, Marmolejo-Santillán Y, Gayosso-Canales M. Participação de consórcios microbianos na biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos [Internet]. Reibci.org. [recuperado em 24 de julho de 2024]. Disponível em: http://www.reibci.org/publicados/2015/mayo/1000101.pdf
Comentários