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5 de julho de 2018

Causas do envelhecimento: o que movimenta os ponteiros de nossos relógios biológicos?


Para controlar os ponteiros de nossos relógios biológicos, é necessário compreender as causas que levam esses ponteiros a se mover | Gabrielle Franzmann

Em nosso texto anterior publicado aqui no Sporum, pudemos compreender um pouco mais sobre o que é o envelhecimento e sobre um dos processos biológicos mais comumente associados a ele: o encurtamento dos telômeros. Contudo, é claro que não podemos imaginar que um processo tão complexo como o envelhecimento nos seres vivos possa ser determinado por um único fator. Se quisermos um dia controlar os ponteiros de nossos relógios biológicos, precisamos entender como as peças desses relógios funcionam para fazer com que os ponteiros se movam em primeiro lugar.

Uma revisão de 2013 publicada na revista Cell aborda os principais candidatos a marcas do envelhecimento, como sugeriram os autores. Essas “marcas” são características encontradas naturalmente no envelhecimento dos organismos (especialmente mamíferos, como nós) e que, quando intensificadas em experimentos, aceleram a progressão do envelhecimento, e, quando amenizadas, reduzem a aceleração do mesmo.

De acordo com esta revisão e diversas outras fontes na literatura científica, a causa inicial que desencadeia o envelhecimento em nossos organismos é o acúmulo progressivo de danos às células. São muitos os tipos de danos que nossas células podem sofrer, resultando na alteração de seu funcionamento e comunicação com outras células e acabando por se refletir em danos nos níveis de organização superiores (como tecidos, órgãos e sistemas). Um dos principais alvos dos danos gerados em nossas células é o nosso material genético, que em consequência disso pode passar a acumular um grande número de mutações ao longo do tempo, uma característica observada em organismos envelhecidos. Essas mutações no DNA podem levar à produção de proteínas defeituosas nas células, com suas funções reduzidas parcialmente ou totalmente, ou até mesmo completamente alteradas. Essas proteínas, quando não eliminadas ou consertadas, causam uma desordem na célula, prejudicando seus sistemas de sinalização, captação de nutrientes e produção de energia, entre muitas outras funções. Além disso, alterações em um grupo de proteínas chamadas histonas, responsáveis por se ligar ao DNA e regular a expressão dos genes, podem inclusive alterar os padrões de produção de determinadas proteínas em uma célula sem haver a ocorrência de alterações nos genes que possuem as informações para a produção destas mesmas proteínas – fenômenos reconhecidos como alterações epigenéticas, também acumuladas com o decorrer do envelhecimento.

Outro possível fator contribuinte ao envelhecimento seria o acúmulo de células senescentes precoces (que atingiram a senescência precocemente não pelo encurtamento dos telômeros, mas por outros fatores causadores de dano celular) nos tecidos. Entende-se, atualmente, que o estado de senescência celular possui duas caras. Por um lado, pensa-se que a senescência celular tenha evoluído em organismos pluricelulares como um mecanismo para impedir que células com um grande acúmulo de danos e mutações se proliferassem descontroladamente (leia-se: câncer), possuindo um efeito benéfico em organismos mais jovens. Porém, com o avanço da idade e do acúmulo de células senescentes nos tecidos, esses mesmos tecidos passariam a ter uma grande redução na sua função, aumento de ocorrência de inflamações e, especialmente, uma perda progressiva de sua renovação tecidual, pelo esgotamento de células-tronco adultas – que são células indiferenciadas que se dividem dando origem a células diferenciadas, que repõem o espaço deixado pelas células mortas nos tecidos.


A causa inicial do envelhecimento em nossos organismos parece ser o acúmulo progressivo de danos às nossas células | Manuela Sozo Cecchini e Madson Silveira de Melo


As fontes que possivelmente causam esses danos nas células são diversas, desde internas (tais como erros durante a replicação do DNA durante a divisão celular) até externas (como a dieta, o álcool, o cigarro, a exposição prolongada aos raios ultravioletas solares, entre outros). Uma fonte de dano celular muito estudada atualmente pelos cientistas é o estresse oxidativo, causado por altos níveis das chamadas espécies reativas de oxigênio, compostos químicos gerados naturalmente como subprodutos do metabolismo do oxigênio pelas mitocôndrias, as “usinas de energia” de nossas células. Assim como o resto da célula, as mitocôndrias também podem “envelhecer”, e acredita-se, atualmente, que o estresse oxidativo causado pela produção excessiva de espécies reativas de oxigênio – devido ao mau funcionamento de mitocôndrias e outras organelas em nossas células associado com o avanço do envelhecimento – seja um dos principais fatores causadores de dano celular, pois esses compostos químicos atuam modificando as composições de nosso material genético, de nossas proteínas e das moléculas que compõem nossas membranas celulares, por exemplo.

Felizmente, nossas células possuem diversos sistemas de reparo responsáveis por consertar esses erros. Por este motivo, conseguimos evitar os efeitos negativos do envelhecimento quando ainda somos jovens. O problema torna-se mais grave quando, à medida que envelhecemos e o acúmulo de danos às nossas células torna-se cada vez maior, esses sistemas de reparo vão se tornando cada vez menos capazes de consertar a grande quantidade de erros, podendo até acabar adquirindo erros eles mesmos. Distúrbios genéticos que geram anomalias nos sistemas de reparo das células são considerados um dos fatores que levam ao desenvolvimento de doenças caracterizadas pelo envelhecimento acelerado e precoce de indivíduos jovens. Por outro lado, falhas nos sistemas de reparo responsáveis por eliminar ou consertar proteínas defeituosas podem levar ao acúmulo destas dentro das células, formando grandes aglomerados de proteínas – o que se acredita ser um dos aspectos que possivelmente originam o desenvolvimento do Alzheimer em indivíduos idosos.  

Parece claro, atualmente, que os danos aos níveis de organização mais simples de nossos corpos se acumulam ao longo do tempo, que processos biológicos que no início da vida são benéficos para nós tornam-se prejudiciais com o avanço da idade, e que todos esses danos acumulados acabam por se refletir nos níveis mais complexos de nossos organismos quando nossos sistemas de reparo não conseguem mais dar conta do recado. Faz muito sentido imaginarmos que todas essas possíveis causas que foram apresentadas aqui estejam interligadas, e certamente será necessária, além de um maior aprofundamento em cada um desses fatores, uma visão sistêmica englobando todas em conjunto para que possamos vir a desenvolver meios efetivos para combater os males associados ao envelhecimento. A Ciência pode nos fornecer um futuro promissor, com o desenvolvimento de novas terapias genéticas, farmacológicas, celulares (com a utilização de células-tronco) e, claro, nutricionais. Ainda assim, talvez seja um pouco cedo para pensar que a intervenção humana possa, um dia, evitar o envelhecimento por completo. Ao invés de se prometer quaisquer tipos de imortalidade semelhantes àqueles presentes em grandes narrativas de ficção científica, o que está muito mais próximo da realidade hoje, com os estudos sobre o envelhecimento, é permitir uma grande melhoria na vida humana, de forma que possamos viver por uma maior quantidade de tempo com uma melhor qualidade de saúde.

Talvez você tenha notado que, até agora, discutimos os aspectos do envelhecimento com um foco maior em nossa própria espécie. Mas e quanto aos outros organismos vivos de nosso planeta? Será que todos envelhecem da mesma maneira que nós? Será que todos sequer envelhecem em primeiro lugar? O que podemos aprender com eles? Fique ligado nas próximas publicações do Sporum para conhecer casos surpreendentes de possíveis exceções à "regra" do envelhecimento biológico dentro da árvore da vida!

27 de junho de 2018

Por que nós envelhecemos?

Nem mesmo lendários cavaleiros Jedi conseguiram evitar a chegada da terceira idade | The Walt Disney Company

O ser humano nasce, cresce, se reproduz, envelhece e morre. Não é exagero afirmar que qualquer pessoa no mundo já pensou ou escutou essa frase alguma vez na vida, de uma forma ou de outra. É praticamente uma verdade incontestável para a grande maioria das pessoas que a terceira idade chegará para todos que viverem o bastante para alcançá-la e que, após os anos de velhice, todos nós morreremos algum dia. Afinal, nunca se observou, em toda a história da humanidade, ser humano algum que – não tendo adquirido alguma doença, sido devorado por um predador ou sofrido qualquer outro acidente – não tivesse envelhecido e morrido. 

Mas, por acaso, você alguma vez já se perguntou por que nós e outros organismos vivos envelhecemos? Por que, afinal, a nossa vida necessitaria ser assim? Mais especificamente, quais seriam os processos biológicos que nos levariam a envelhecer com o passar do tempo? A Natureza tem muito a nos dizer sobre esses questionamentos e, apesar de ainda não possuirmos uma resposta clara e definitiva sobre esse assunto, a pesquisa científica na área de envelhecimento vem avançando a grandes passos nas últimas décadas, contribuindo muito para a nossa melhor compreensão sobre esse processo tão complexo e ao mesmo tempo tão comum à vida de todos nós.

Afinal, o que é o envelhecimento? Bem, lembre que não somos denominados como organismos pluricelulares à toa. Nossos corpos são compostos por trilhões de células dos mais variados tipos, tamanhos, formas e funções que se unem e se comunicam formando diferentes tecidos e órgãos, e todas estas diferentes estruturas devem interagir entre si e trabalhar conjuntamente para garantir o correto funcionamento dos processos fundamentais à manutenção da vida. Agora, você pode facilmente imaginar o que acontece quando alguma dessas partes deixa de cumprir seu papel no organismo com eficiência: coisas começam a dar errado. Muito errado, diga-se de passagem! E quanto mais problemas surgem no funcionamento de nossos organismos, maior a tendência destes influenciarem o surgimento de novos problemas.

Portanto, podemos entender o envelhecimento como uma perda progressiva, associada com o avanço da idade, das estruturas e capacidades funcionais de um organismo¹. Com a progressão do envelhecimento, nossas células vão deixando de executar seu metabolismo e se comunicar umas com as outras eficientemente, nossos tecidos vão perdendo sua integridade, renovação e função, e diversos órgãos em nossos corpos começam a deteriorar e falhar. Todos esses fatores contribuem para a manifestação das características mais comumente associadas com o envelhecimento: enrugamento da pele, fraqueza nos ossos e nos músculos, perda de memórias, inflamações, sistema autoimune debilitado, maior susceptibilidade a infecções, diminuição da capacidade reprodutiva, entre muitas outras. No geral, o envelhecimento diminui a capacidade do organismo de se adaptar a situações de estresse interno e externo e de manter os mecanismos que regulam a sua fisiologia estáveis, tornando-o mais vulnerável à morte. Essa deterioração acumulada com a progressão do envelhecimento pode ser considerada como o maior fator de risco para o desenvolvimento de grandes doenças que afetam a humanidade: o câncer, a diabetes e doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. Por estes motivos, diversos cientistas estão estudando quais poderiam ser as possíveis causas do envelhecimento, na tentativa de reduzir os efeitos prejudiciais deste.

Você sabia que nossas células e as células de outros organismos pluricelulares como nós possuem uma espécie de data de validade inerente? Isso mesmo! Nossas células estão programadas para atingir a velhice, o que, no idioma das células, significa parar de crescer, de replicar seu material genético e de sofrer divisões celulares para gerar novas células-filhas, sofrendo uma grande redução na sua função, um estado que podemos denominar de senescência celular. Mas o que gera essa senescência celular programada? O DNA presente nas células de seu corpo apresenta, em suas pontas, regiões chamadas de telômeros, cuja principal função é proteger as regiões mais internas do DNA de danos causados por proteínas que degradam a ponta de moléculas de DNA não protegidas. Você pode pensar nos telômeros como se fossem as pontas de plástico que protegem os cadarços de seus sapatos.

As regiões das extremidades do DNA conhecidas como telômeros | autoria desconhecida

O problema é que, a cada divisão celular, suas células vão perdendo um pouco dessas pontas protetoras devido à maneira como a replicação do DNA funciona e, após um certo número de divisões, essa degradação pode atingir as regiões mais internas do DNA, que contêm genes e outras sequências importantes, levando à ativação de vias dentro das células que respondem a esses danos e as fazem entrar no estado de senescência. Existe, contudo, uma proteína em nossas células, chamada telomerase, que é capaz de fazer a replicação dessas pontas do DNA. A telomerase é encontrada em grandes níveis em células embrionárias, que obviamente precisam se dividir muitas vezes, mas a expressão da telomerase nas células diminui bastante e se torna quase nula à medida que os tecidos adultos vão sendo formados.


Esquema demonstrando o encurtamento dos telômeros a cada divisão celular | autoria desconhecida


Mas então, poderíamos injetar telomerase em nossos corpos e viver para sempre? Bem, acontece que não é tão simples assim. Existe um grupo de células em nossos organismos que se dividem sem limites e expressam a telomerase em altos níveis: células cancerosas. Portanto, é um grande desafio para os cientistas, atualmente, desvendar métodos terapêuticos que preservem o comprimento dos telômeros em nossas células sem desencadear processos que levem ao câncer. Além disso, o encurtamento dos telômeros pode ser um importante fator que contribui para a progressão do envelhecimento, mas definitivamente não é o único. Fique atento às próximas publicações do Sporum para acompanhar a sequência deste texto e descobrir o que mais entendemos atualmente em relação às possíveis causas do envelhecimento!  





Referências:
¹ Aires, Margarida de Mello. Fisiologia. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015.

19 de junho de 2018

É possível alterar ou apagar uma memória?


Pôster minimalista do filme Brilho eterno de uma mente sem lembranças | Autoria desconhecida. Fonte: https://br.pinterest.com/pin/206743439122485488/




A memória tem uma natureza dinâmica. Apesar de nossa forte tendência de vê-la como uma representação precisa de eventos do passado, os estudos científicos sugerem que memórias não são entidades tão fixas como pensamos e podem estar sujeitas a mudanças.


O processo de formação de uma memória começa pela percepção de algum estímulo proveniente de uma experiência (poderíamos chamar também de percepção de uma “informação”), que será codificado pela ativação de determinados neurônios. A essa primeira etapa, damos o nome de aquisição. Assim, na aquisição ocorrerão mudanças físicas em neurônios do cérebro, formando um primeiro engrama e a chamada memória de curta duração, que pode então passar por processos fisiológicos que a estabilizarão e armazenarão no formato de uma memória de longa duração. A esse processo de formação da memória de longo prazo se dá o nome de consolidação (atenção aos termos em negrito).


Ok, mas afinal conseguimos de alguma forma alterar ou apagar uma memória? Talvez você já tenha assistido a um filme chamado Brilho Eterno de uma Mente Sem Lembranças em que isso era possível sim (spoilers adiante). Foi o que os protagonistas Joel (Jim Carrey) e Clementine (Kate Winslet) fizeram ao se submeter a um tratamento para apagar as memórias que um tinha do outro em vista de um relacionamento fracassado. O tratamento funciona e apaga totalmente as lembranças que um tem do outro. Claro que é uma ficção, mas será que a ciência poderia fazer isso no mundo real?
Existe uma situação em que uma memória já consolidada pode estar mais suscetível à interferências e alterações. Essa situação é chamada de estado lábil. Para colocá-la nesse estado, é preciso realizar sua reativação, a partir de algum tipo de estímulo lembrete. São esses estímulos que trazem à tona (ou seja, geram lembranças) essa memória aprendida anteriormente. Por exemplo aquele perfume do seu namorado ou namorada, se você sentí-lo em outra pessoa, pode acabar lembrando do seu parceiro. Após a evocação e a consequente labilização dessa memória, ela deve passar por um processo de reconsolidação para voltar a se estabilizar. Esse processo é gradual e perdura por algumas horas, perturbações durante esse período vão afetar diretamente o traço original da memória. Passado esse período, a memória é fixada e não pode mais ser modificada até uma nova labilização. A Figura 1 abaixo resume essas etapas.



Figura 1: Representação gráfica do processo de aquisição, consolidação, reativação e reconsolidação da memória | Autoria própria, adaptado de Franzen (2018)¹



Portanto é nesse momento de reconsolidação que novas informações podem ser incorporadas, gerando uma memória atualizada, ou seja, modificando ela. Bom, mas que perturbações são essas? É para responder essa pergunta que muitos estudos são feitos, tanto com técnicas farmacológicas como comportamentais.


A aplicação de fármacos no cérebro é feita em laboratórios. Testes mostraram que a memória pode ser prejudicada ao se aplicar um inibidor de síntese proteica após a reativação e durante a reconsolidação. Porém outros fármacos permitem que as memórias reativadas sejam potencializadas pelo aprimoramento de processos neuroquímicos ou celulares. Os diferentes caminhos que a memória pode tomar a partir de seu estado lábil estão resumidos na Figura 2. As interferências comportamentais (durante o período de reconsolidação) também podem causar amnésia, fortalecer a memória ou pôr em conflito entrelaçando  informações novas com as já existentes, desencadeando modificações nas lembranças futuras. Por exemplo, aprender uma nova lista de objetos após a reativação de uma lista previamente aprendida fez com que itens do segundo aprendizado se infiltrassem na memória da primeira lista. Essa característica de atualização de memórias é especialmente relevante para transtornos psiquiátricos relacionados à emoção, como o TEPT (Transtorno do Estresse Pós-Traumático), pois permite a modificação de memórias emocionais exacerbadas ou traumáticas com o intuito de reduzir seu impacto problemático.



Figura 2: Representação gráfica dos caminhos da memória após a reconsolidação. A partir de interferências, ou não, ela pode tomar o caminho do reforço, manutenção ou enfraquecimento. Autoria | Autoria de Franzen (2018)¹



Voltando ao filme do Jim Carrey, é curioso lembrar que o tratamento consiste em pegar todos os objetos que lembrem a pessoa a ser esquecida e apresentar um a um para o paciente enquanto os médicos fazem uma ressonância magnética do cérebro para saber onde o engrama está se formando. No mesmo dia à noite eles vão à casa da pessoa, que está sedada, e acoplam um aparelho à cabeça dela. Esse aparelho realizará algum procedimento não invasivo de apagamento de memória. Seria como se eles primeiramente dessem o estímulo lembrete para labilizar as memórias e durante o período de reconsolidação fizessem uma interferência amnésica nos engramas já conhecidos por eles. Porém, na vida real, a reconsolidação não apaga memórias. Os estudos da reconsolidação em humanos têm mostrado que a pessoa ainda se lembra do que aconteceu, indicando que o componente emocional da experiência (se ela é positiva ou negativa) é o que seria atenuado. Isso é bom porque não alteraria o histórico dela, sendo então uma vantagem ética importante. Portanto Joel e Clementine depois do tratamento talvez lembrariam um do outro, porém sem a carga afetiva que possuíam antes.


Outro momento que a memória está lábil é logo após a aquisição, pois ela é ainda de curto prazo e deverá ser consolidada para se estabilizar em nosso cérebro. Esse processo dura poucas horas também, e é semelhante ao de reconsolidação, com diferenças nas proteínas utilizadas e receptores envolvidos. Como a memória de curto prazo está instável nesse período, a injeção de um inibidor de síntese proteica produzirá um efeito amnésico, porém não completo. Sim, a memória poderá praticamente desaparecer antes mesmo que ela se fixe no cérebro. Como dito, esses procedimentos com fármacos são feitos em laboratório, mas em princípio interferências não farmacológicas (comportamentais por exemplo) devem ter também a habilidade de modificar ou apagar memórias ao influenciar nos processos de consolidação e reconsolidação.

Ilustração que demonstra a diversidade de informações e memórias formadas ou alteradas diariamente por nós | Autoria desconhecida. Fonte: http://psicofisiologiacuc.blogspot.com/2016/10/intervencion-del-sistema-nervioso-y_19.html


A existência desse processo de reconsolidação levanta uma importante questão: qual sua função adaptativa? seu papel biológico? Há várias discussões no meio acadêmico sobre isso, mas muitos sugeriram que a flexibilidade das memórias é fundamental para permitir que constantemente as memórias sejam atualizadas de acordo com novas experiências, o que é muito relevante, tendo em vista as mudanças circunstanciais de cada nova situação a que nos submetemos, todos os dias. Uma mesma situação nunca se repete exatamente como ocorreu inicialmente, por isso precisamos estar atentos e exibir respostas dinâmicas perante um ambiente dinâmico.


Como é imensa a felicidade da virgem sem culpa
Esquecendo o mundo, e pelo mundo sendo esquecida
Brilho eterno de uma mente sem lembranças!
Cada prece é aceita, e cada desejo realizado
- trecho do poema “Eloisa to Abelard” de Alexander Pope -





Referências:
¹ FRANZEN, Jaqueline Maisa. Efeito do Midazolam Sobre A Reconsolidação e a Extinção da Memória Aversiva Contextual em Ratas. 2018. 124 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-graduação em Farmacologia, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2018.

4 de junho de 2018

Da cerveja ao combustível: algas em nossas vidas

Bosque de algas marinas na California |autoria:Jim Patterson

Você sabe o que é uma alga? Sei que a pergunta parece boba, mas o grupo das algas é mais diverso do que você imagina! Então algas não são as plantas que estão na água? Pois bem, alguns autores consideram algumas algas como plantas, as algas vermelhas e verdes por exemplo, por estarem no clado Archaeplastida ou “Plants” , mostrado na figura abaixo. Mas como se pode observar, além das algas que estão no grupo das plantas, temos uma grande quantidade de algas distribuídas nos mais diferentes ramos da árvore da vida.

Árvore da vida demonstrando os diversos grupos onde algas são encontradas | autoria desconhecida

É consenso que as plantas evoluíram de algas verdes há 460 milhões de anos atrás. O termo “alga” é, na verdade, um aglomerado de grupos taxonômicos, como podemos ver. Portanto, a diversidade que encontramos nas algas é incrível, desde seres unicelulares medindo cerca de dois micrômetros (um centimetro equivale a dez mil micrômetros) aos gigantescos Kelps medindo até sessenta metros. Temos algas que fazem fotossíntese e outras que se alimentam de outros seres. Isso mesmo! algumas algas do grupo dos dinoflagelados 

O que você acharia de visitar uma praia e ver um verdadeiro “céu estrelado” esparramado por cima das areias? Isso é possível graças a algumas espécies de dinoflagelados que possuem bioluminosidade. A cena acima foi registrada nas Ilhas Malvinas |autoria :Will Ho 


Esses seres estão mais presentes em nossas vidas do que podemos imaginar; talvez você use produtos provindos deles sem nem saber. O Agar, por exemplo, é extraído de algumas algas vermelhas, e com ele são feitos meios de cultura para microorganismos muito usados  na biotecnologia e na microbiologia. O agar forma uma gelatina transparente, muito rica em fibra solúvel (94,8%) e minerais, ideal para espessar e gelificar alimentos sem alterar ou adicionar qualquer sabor. O seu poder de gelificação é 10 vezes superior ao da gelatina de origem animal, por isso é muito usado na indústria alimentícia para a produção de gelatinas, caramelos, recheios, marmeladas etc. O alginato, por sua vez, é extraído de algas pardas e é usado na produção de sorvetes, produtos lácteos e misturas para bolos. Ele também melhora as características sensoriais de produtos da indústria de bebidas. Em cervejas, por exemplo, ele estabiliza a espuma, deixando-a mais espessa.


Aposto que já tomou ou comeu algum desses | autoria desconhecida

As algas também desempenham uma função vital para o nosso planeta no processo de captura de gás carbônico. Os cocólitos, por exemplo, são uma espécie de algas que possui uma carapaça e desempenha um papel importante no sequestro de carbono da atmosfera. São responsáveis por 25% da captura anual de carbono no fundo do mar.


Atualmente, as algas estão sendo utilizadas também na produção de biocombustível. São necessários somente luz, água e dióxido de carbono, podendo inclusive serem cultivadas em quase todos os lugares, utilizando uma área muito menor comparadas àquelas que as monoculturas usariam para produzir a mesma quantidade de combustível. Existem duas formas de cultivá-las: uma considerada aberta, utilizando tanques, e outra fechada, com uso de biorreatores . O primeiro é bem simples; há alimentação das algas o dia todo, e é retirado um caldo das mesmas. Já os biorreatores atuam como receptores da energia solar e permitem culturas individualizadas.


Campo de produção de algas | autoria : Revista de divulgação do Projeto Universidade Petrobras e IF Fluminense

Enquanto a soja produz de 0,2 a 0,4 toneladas de óleo por hectare, o pinhão-manso produz de 1 a 6 toneladas de óleo por hectare e o dendê, de 3 a 6 toneladas de óleo por hectare, alguns afirmam que com um hectare de algas pode-se produzir 237 mil litros de biocombustível; outros, mais contidos, informam que em uma superfície equivalente a um hectare semeado com alga pode-se produzir 100.000 litros de óleo!


Como podemos ver as algas e seus produtos estão muito mais presente em nossas vidas que pensávamos, e que alga não é só aquela plantinha que tem no mar, elas estão nas árvores nos lagos e até em sua piscina. E num futuro não tão distante, quem sabe, até no tanque do seu carro.

Autor: Rafael de Lima

18 de maio de 2018

De couro até drones: possibilidades de criação com fungos

Produtos de arquitetura criados a partir de fungos | autoria desconhecida

Sabe aqueles bolores verdes que surgem no seu pão? Aquelas manchas escuras no teto do banheiro? Ou mesmo algumas doenças, como a candidíase, e até mais graves, aspergilose, por exemplo? São essas algumas das referências que fazem com que os principais fungos conhecidos sejam os bad guys do Reino Fungi.

No entanto, eles também são os produtores dos famosos queijos, como o gorgonzola e o camembert, produzidos a partir de fungos do gênero Penicillium spp., e ainda muitos têm ótimas propriedades como antibióticos contra várias infecções bacterianas inconvenientes.

Todas essas suas particularidades não estão à altura do potencial que carregam. Por exemplo, experimente imaginar-se com aquela jaqueta de couro maneira para conquistar o crush. Esse couro, na realidade, não é feito de boi, mas de micélio, estrutura vegetativa de grande parte dos fungos. Parece ficção científica? Talvez. E se pudéssemos fabricar nossas embalagens de isopor com a ajuda de fungos? Ou, ainda, construir um drone a partir de micélios?

Tudo isso é possível! Genial, não? Essas grandes inovações que buscam trazer os fungos como aliados no nosso dia a dia já são contemporâneas a nós.

A partir de uma pesquisa financiada pelo Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (US NSF), desenvolvida pela Rensselaer Polytechnic Institute e feita por Eben Bayer e Gavin McIntyre, dois pós-graduandos na época, surgiu uma alternativa para solucionar o uso indiscriminado do isopor, material não biodegradável que demora milhares de anos para se decompor. 

Eles recorreram aos fungos, organismos pouco conhecidos, mas que atendiam a todas as características para um substituto do isopor, já que o micélio suporta altas e baixas temperaturas e tem tempo de degradação rápido. Isso era apenas o começo da experimentação desses seres como solução!

Assim, em 2004, os antigos alunos abrem uma empresa, a Ecovative. A partir disso, começam a criar novos produtos com micélio como tijolos e artigos de decoração, mas seu carro-chefe ainda é o isopor micelial, o Mycobond.

Aparatos fundamentais na produção do MycoBond | adaptado de Ecovative 

O uso de fungos revolucionou e impulsionou novos empreendimentos e a criação de empresas (a Mycoworks, por exemplo) que produzem peças de vestuário que mimetizam o couro, utilizando apenas a parte vegetativa desses organismos.

Produtos desenvolvidos a partir de micélio | adaptado de Ecovative e MycoWorks

Você quer mais? Desde da descoberta da penicilina, um potente antibiótico produzido através do fungo Penicillium notatum, e a partir da Segunda Guerra Mundial, em que foi produzido em larga escala o medicamento, esses seres tornaram-se alternativa de matéria-prima para variados produtos.

Além disso, muito investimento está sendo feito para o uso deles na biorremediação, visando a recuperação de áreas ambientais afetadas por alguma substância química com uso de fungos. Por exemplo, associações e organizações já bem conhecidas, como a de Paul Stamets, investem em pesquisas na regeneração de áreas afetadas com derivados do petróleo. 

E, para finalizar, novos projetos quase futuristas estão acontecendo. Estudantes das universidades de Stanford, Spelman e Brown,  em parceria com a Ecovative Design e a Nasa, produziram um drone biodegradável. Esse protótipo participou, em 2014, na Competição Internacional de Máquinas Geneticamente Modificadas. Foram aproveitadas as propriedades inerentes da formação do micélio, composto por biomoléculas bem estruturadas, em que a base do drone é construída em poucas semanas, apenas com a inoculação do fungo desejado (no caso Streptomyces capreolus). Depois dessa etapa é realizada a esterilização para cessar o crescimento do organismo.

Drone biodegradável produzido a partir de micélio | Forbes

Todas essas possibilidades com o uso do micélio indicam como ainda não conhecemos bem esses seres conterrâneos a nós, que há tempos ocupam nichos ecológicos importantíssimos na biosfera. 

A partir deles, sabe-se de inúmeras interações benéficas e maléficas com outros organismos, como a associação com cianobactérias e/ou algas, formando os líquens e o parasitismo por fungos, como do gênero Cordyceps, em alguns insetos. Ademais, através de algumas dessas relações ecológicas, por exemplo as micorrizas, garantiram a conquista terrestre pelas plantas, elas gerando produtos da fotossíntese e eles auxiliando na absorção e fixação de nutrientes. 

Por isso, fungar não é só sinônimo de estragar, às vezes é justamente o contrário e necessário. Então não se engane! Os fungos sempre estiveram presentes no nosso cotidiano, só precisamos dar a chance de descobrir suas capacidades.