A poluição por plástico é um dos grandes desafios ambientais da atualidade - e, de forma inesperada, organismos minúsculos da própria natureza podem apontar uma saída.
Nos últimos anos, microbiologistas identificaram bactérias capazes de degradar diferentes tipos de plástico, o que sugere um caminho potencialmente mais sustentável.
Esses microrganismos “comedores de plástico” poderiam, no futuro, ajudar a reduzir as montanhas de resíduos que entopem aterros e oceanos. Ainda assim, eles não são uma solução perfeita em qualquer contexto. Em ambientes inadequados, podem gerar problemas graves.
Um ponto crítico é que o plástico está presente em larga escala na medicina: em hospitais, ele aparece em itens como suturas (especialmente as absorvíveis), curativos e implantes. Diante disso, surge a pergunta: bactérias encontradas em hospitais poderiam degradar plástico e usá-lo como alimento?
Busca por enzimas que degradam plástico em patógenos hospitalares
Para investigar, analisámos os genomas de patógenos hospitalares conhecidos (bactérias nocivas) e verificámos se eles continham as mesmas enzimas que degradam plástico já identificadas em algumas bactérias do ambiente.
O resultado foi surpreendente: alguns germes hospitalares, como Pseudomonas aeruginosa, podem ter capacidade de quebrar plástico.
P. aeruginosa está associada a cerca de 559,000 mortes por ano no mundo. Além disso, muitas infeções são adquiridas em hospitais.
Pessoas em ventilação mecânica ou com feridas abertas decorrentes de cirurgias ou queimaduras correm risco especial de infeção por P. aeruginosa. O mesmo vale para quem utiliza cateteres.
Depois da etapa computacional, avançámos para testes em laboratório para avaliar diretamente a capacidade de P. aeruginosa de “comer” plástico.
Focámo-nos numa estirpe específica que tinha um gene responsável por produzir uma enzima que degrada plástico. Essa estirpe foi isolada de um paciente com infeção numa ferida. Observámos que ela não só conseguia degradar o plástico, como também conseguia utilizá-lo como fonte de alimento para crescer. Essa capacidade vem de uma enzima que chamámos de Pap1.
Biofilmes
P. aeruginosa é considerada um patógeno de alta prioridade pela Organização Mundial da Saúde. Ela consegue formar camadas resistentes chamadas biofilmes, que a protegem do sistema imunitário e dos antibióticos - o que torna o tratamento muito difícil.
O nosso grupo já demonstrou, anteriormente, que quando bactérias ambientais formam biofilmes, elas conseguem degradar plástico mais rapidamente. Por isso, levantámos a hipótese de que possuir uma enzima que degrada plástico poderia contribuir para que P. aeruginosa atuasse como patógeno. De forma marcante, contribui. A enzima tornou a estirpe mais nociva e ajudou a construir biofilmes maiores.
Para entender como P. aeruginosa conseguia formar um biofilme maior quando estava sobre plástico, desmontámos o biofilme. Em seguida, analisámos a sua composição e descobrimos que esse patógeno fazia biofilmes maiores ao incorporar o plástico degradado nesse escudo viscoso - ou “matrix”, como é conhecido formalmente. Em outras palavras, P. aeruginosa estava a usar o plástico como cimento para erguer uma comunidade bacteriana mais resistente.
Patógenos como P. aeruginosa conseguem persistir por muito tempo no ambiente hospitalar, onde o plástico está por toda parte. Essa permanência poderia estar relacionada à capacidade de “comer” plásticos? Consideramos que essa é uma possibilidade real.
Riscos para dispositivos médicos de plástico e próximos passos
Muitos tratamentos e dispositivos médicos dependem de plásticos, incluindo implantes ortopédicos, cateteres, implantes dentários e pensos (almofadas) de hidrogel para tratamento de queimaduras. O nosso estudo indica que um patógeno capaz de degradar o plástico presente nesses dispositivos pode tornar-se um problema sério. Isso pode levar ao fracasso do tratamento ou ao agravamento do estado do paciente.
Felizmente, cientistas já trabalham em alternativas - por exemplo, a incorporação de substâncias antimicrobianas em plásticos de uso médico para impedir que os germes se alimentem deles. Mas, agora que sabemos que alguns microrganismos conseguem degradar plástico, será necessário levar esse fator em conta ao escolher materiais para futuras aplicações médicas.
Ronan McCarthy, Professor de Ciências Biomédicas, Universidade Brunel de Londres, e Rubén de Dios, Investigador de Pós-doutoramento, Biotecnologia, Universidade Brunel de Londres
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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