A poluição por plástico é um dos desafios ambientais mais marcantes da atualidade - e alguns dos menores organismos da natureza podem apontar uma saída inesperada.
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. Só que essa não é uma solução perfeita em qualquer cenário: no ambiente errado, pode trazer consequências graves.
Plásticos na medicina e o possível risco em hospitais
Plásticos são amplamente usados em hospitais - por exemplo, em suturas (sobretudo as do tipo absorvível), curativos e implantes. Isso levanta uma pergunta: bactérias presentes no ambiente hospitalar poderiam degradar e “se alimentar” desses plásticos?
Para investigar, analisámos os genomas de patógenos hospitalares conhecidos (bactérias nocivas) em busca das mesmas enzimas degradadoras de plástico encontradas em algumas bactérias do ambiente.
O resultado foi surpreendente: certos microrganismos associados a hospitais, como Pseudomonas aeruginosa, podem ter capacidade de degradar plástico.
P. aeruginosa está ligada a cerca de 559.000 mortes em todo o mundo todos os anos. E muitas dessas infeções são adquiridas em hospitais.
Pessoas em ventilação mecânica, ou com feridas abertas após cirurgias ou queimaduras, estão entre as que correm risco particular de infeção por P. aeruginosa. O mesmo vale para quem utiliza cateteres.
Do genoma ao laboratório: P. aeruginosa e a enzima Pap1
Depois da triagem computacional em bases de dados bacterianas, avançámos para testes em laboratório para verificar a capacidade de P. aeruginosa de “comer” plástico.
Concentrámo-nos numa estirpe específica que tinha um gene associado à produção de uma enzima degradadora de plástico. Essa estirpe tinha sido isolada de um paciente com infeção numa ferida. Observámos que ela não só conseguia degradar o plástico, como também era capaz de usar esse material como fonte de alimento para crescer. Essa capacidade está associada a uma enzima que chamámos de Pap1.
Biofilmes
A Organização Mundial da Saúde considera P. aeruginosa um patógeno de alta prioridade. A bactéria consegue formar camadas resistentes chamadas biofilmes, que a protegem do sistema imunitário e de antibióticos - o que torna o tratamento muito difícil.
O nosso grupo já demonstrou anteriormente que, quando bactérias ambientais formam biofilmes, elas conseguem degradar plástico de forma mais rápida. Por isso, levantámos a hipótese de que possuir uma enzima degradadora de plástico poderia favorecer P. aeruginosa como patógeno. De forma marcante, favorece: essa enzima tornou a estirpe mais nociva e ajudou a formar biofilmes maiores.
Para entender por que P. aeruginosa produzia um biofilme maior quando estava sobre plástico, desagregámos o biofilme e analisámos a sua composição. Concluímos que o patógeno aumentava o biofilme ao incorporar o plástico já degradado nessa proteção viscosa - ou "matriz", como é chamada formalmente. Em outras palavras, P. aeruginosa usava o plástico como um “cimento” para construir uma comunidade bacteriana mais robusta.
Patógenos como P. aeruginosa conseguem persistir por longos períodos em hospitais, onde o plástico está por toda parte. Será que essa capacidade de permanecer no ambiente hospitalar pode estar relacionada à aptidão de degradar plásticos? Consideramos que essa possibilidade é real.
Impacto potencial em dispositivos e tratamentos médicos
Muitos procedimentos e tratamentos médicos dependem de plásticos, como implantes ortopédicos, cateteres, implantes dentários e almofadas de hidrogel usadas no tratamento de queimaduras. O nosso estudo indica que, se um patógeno conseguir degradar o plástico presente nesses dispositivos, isso pode tornar-se um problema sério - seja por levar ao insucesso do tratamento, seja por agravar a condição do paciente.
Felizmente, investigadores procuram alternativas, como incorporar substâncias antimicrobianas aos plásticos de uso médico para impedir que microrganismos se alimentem deles. Mas, agora que sabemos que alguns germes conseguem degradar plástico, será necessário levar esse fator em conta ao escolher materiais para futuros usos médicos.
Ronan McCarthy, Professor de Ciências Biomédicas, Brunel University of London, e Rubén de Dios, Investigador de Pós-Doutoramento, Biotecnologia, Brunel University of London
Este artigo foi republicado de The Conversation sob licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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