Embora as estações de tratamento de águas residuais (ETAR) sejam projetadas para remover poluentes orgânicos convencionais, muitas dessas moléculas farmacêuticas escapam aos processos de tratamento padrão.
Como resultado, podemos encontrar resíduos farmacêuticos em rios, lagos e aquíferos, mesmo após o tratamento em ETARs. A partir dessas águas, os compostos podem penetrar no solo, ser absorvidos pelas plantas ou acumular-se em organismos aquáticos. Sua presença na natureza, mesmo em concentrações muito baixas, representa riscos ecológicos significativos.
Resíduos de medicamentos podem acabar em rios e córregos. Autores , CC BY-SA.
Produtos farmacêuticos no ambiente: uma ameaça silenciosa
Ao contrário de outros tipos de poluentes, os produtos farmacêuticos são compostos projetados para afetar os seres vivos. Ao atingirem a água, rios ou pântanos, podem alterar as funções vitais ou o comportamento de microrganismos, plantas e animais no meio ambiente. Por exemplo, descobriu-se que certos antidepressivos afetam o comportamento dos peixes , os antibióticos contribuem para o desenvolvimento de bactérias resistentes e
medicamentos anti-inflamatórios como o diclofenaco podem ser letais para aves necrófagas.
Isso levou à classificação de resíduos farmacêuticos como poluentes emergentes , um grupo de substâncias químicas que, embora não sejam estritamente regulamentadas por muitas leis, têm um impacto ambiental significativo. Diante desse desafio, a ciência busca novas soluções para mitigar seu acúmulo e disseminação no meio ambiente. Uma maneira de eliminá-los é usar microrganismos para biodegradá-los, ou seja, quebrálos, usando-os como fonte de alimento e energia.
O potencial dos microrganismos
Os microrganismos, especialmente as bactérias, são uma das formas de vida mais versáteis do planeta. São os organismos mais antigos que existem e estão presentes em praticamente todos os ecossistemas da Terra, desde os ambientes mais temperados até os mais extremos, como fontes hidrotermais, desertos e regiões polares. Essa adaptabilidade se deve em grande parte à sua extraordinária plasticidade metabólica: eles podem utilizar uma ampla variedade de compostos como fonte de carbono e energia.
Além disso, os microrganismos não vivem isolados, mas formam comunidades complexas. Dentro dessas comunidades, eles se comunicam, trocam seus próprios genes e se adaptam coletivamente a novas condições. Essa cooperação metabólica permite que eles degradem compostos naturais, mas também substâncias produzidas pelo homem, como medicamentos. Esses compostos não existiam na natureza há apenas algumas décadas, mas muitas bactérias se adaptaram para desenvolver mecanismos para assimilá-los e eliminá-los do ambiente.
Adaptação microbiana em laboratório
Uma maneira de combater essa contaminação é aproveitar as capacidades naturais dos microrganismos. Em laboratório, é possível simular as condições ideais para que certas bactérias evoluam e se adaptem para degradar medicamentos específicos.Para isso, amostras ambientais contendo microrganismos, por exemplo, de lodo de estação de tratamento de águas residuais, são coletadas e cultivadas em laboratório sob condições nas quais a única fonte disponível de carbono e energia é um fármaco específico.
Dessa forma, apenas as bactérias que conseguem usar esse fármaco para sobreviver são selecionadas e se multiplicam, enquanto as demais desaparecem. Durante esse processo, que pode durar semanas ou até meses, a comunidade microbiana sofre alterações tanto na composição quanto na abundância de suas espécies. Modificações genéticas também ocorrem, pois os microrganismos podem trocar material genético entre si. Isso ativa novas vias metabólicas e otimiza as funções necessárias para a eliminação de fármacos.
Como resultado, forma-se um consórcio bacteriano especializado, capaz de degradar com mais eficiência fármacos comuns, como ibuprofeno, naproxeno, sulfametoxazol e ciprofloxacino. Biofiltros para estações de tratamento de águas residuais. Uma vez obtidos esses consórcios bacterianos, o próximo passo é sua aplicação prática. Entre as estratégias mais promissoras está o projeto de biofiltros que podem ser integrados
diretamente às ETEs. Esses biofiltros contêm comunidades microbianas selecionadas e são incorporados como uma etapa adicional do tratamento, melhorando a eficiência da remoção de produtos farmacêuticos e outros contaminantes.
Além disso, o estudo dos genes e das vias metabólicas envolvidas na degradação de cada fármaco permite o desenvolvimento de consórcios “sob medida”, selecionando bactérias com funções complementares capazes de atingir um conjunto específico de contaminantes. Isso abre caminho para o desenvolvimento de tecnologias de purificação adaptáveis e personalizáveis, que podem ser adaptadas às características específicas dos compostos
contaminantes presentes em uma determinada região ou indústria.
Uma ferramenta poderosa e natural
A presença de produtos farmacêuticos no meio ambiente é um problema complexo que exige soluções inovadoras e sustentáveis. Felizmente, os microrganismos nos oferecem uma ferramenta natural poderosa para lidar com isso. Compreender e aproveitar sua capacidade de biodegradar contaminantes pode ajudar a proteger os ecossistemas.
Fonte: Iagua
