O solo do deserto que poderia salvar vidas

Olhando para a paisagem desolada do Valle de la Luna, a ideia parece contra-intuitiva.

O que o deserto mais seco do mundo, lar de alguns dos níveis mais extremos de radiação ultravioleta da Terra, tem a ver com o combate a doenças? Bem, como explica Michael Goodfellow, um microbiologista da Universidade de Newcastle, a falta de hospitalidade do deserto de Atacama é exatamente o que poderia torná-lo útil para nós.

“A premissa era que, como as condições são tão severas no deserto de Atacama, os organismos se adaptariam a essas condições”, diz ele. Goodfellow esperava que, se as bactérias conseguissem sobreviver em um ambiente tão hostil, provavelmente produzissem novas estruturas químicas que poderiam ter importantes aplicações médicas.

Em 2008, ele recebeu uma amostra de solo colhida do núcleo hiper árido do deserto, local onde acredita-se não ter recebido praticamente nenhuma chuva há milhões de anos e já foi considerado além do limite seco para existência de vida. “Francamente, não esperávamos isolar nada”, admite Goodfellow. Mas, para sua surpresa, ele conseguiu cultivar uma população diversificada de bactérias a partir da amostra, iniciando uma década de pesquisas sobre a fauna microbiana do deserto.

Novas espécies de bactérias que estão sendo desenterradas no deserto do Atacama podem nos ajudar a combater a propagação de infecções resistentes a medicamentos (Crédito: Tom Garmeson)

Foi o tipo de bactéria que vive no Atacama que se mostrou particularmente emocionante: um filo produtor de esporos chamado actinobacteria. Nos círculos da microbiologia, as actinobactérias são conhecidas por sua capacidade de secretar compostos químicos orgânicos conhecidos como metabólitos secundários, que os ajudam a afastar micróbios rivais.

Pegue a Streptomyces griseus, por exemplo, uma espécie de actinobacteria que você pode encontrar em um punhado de solo de jardim. Uma amostra de Streptomyces, quando colocada em uma colônia de Mycobacterium tuberculosis, liberará um produto químico que impede seus vizinhos bacterianos de cultivar as proteínas necessárias para sobreviver. Quando os cientistas da Universidade Rutgers conseguiram isolar esse produto químico em 1944, eles tiveram o primeiro tratamento antibiótico para tuberculose, salvando inúmeras vidas no processo.

As novas espécies de actinobactérias do deserto estudadas por Goodfellow e outros provaram por si mesmos serem químicas capazes. Uma revisão de 2018 contou até agora com um total de 46 novas moléculas que foram isoladas das cepas do Atacama, muitas das quais mostram propriedades antibióticas, antivirais ou anticancerígenas. Embora Goodfellow enfatize que ainda não existem indicações sólidas de medicamentos, os resultados mostram que o deserto é um lugar promissor para procurar antibióticos.

“Até agora, 46 novas moléculas foram isoladas da bactéria Atacama, muitas das quais mostram propriedades antibióticas, antivirais ou anticancerígenas.”

Vida no Limite

O Atacama é um excelente exemplo do que os cientistas apelidaram de “extremobiosfera” – áreas do mundo onde fatores como alta aridez, radiação UV, pH ou pressão levaram a vida ao limite. Nos últimos anos, os pesquisadores vasculharam o mundo em busca de habitats cada vez mais hostis, onde invariavelmente encontraram colônias resistentes de bactérias sobrevivendo contra as probabilidades.

Em 1998, um submersível japonês trouxe de volta bactérias barofílicas em sedimentos na Fossa das Marianas, 11.000 m (36.000 pés) abaixo do nível do mar. Essas bactérias são capazes de prosperar a pressões 700 vezes maiores que as da superfície. Em 2009, a geomicrobiologista Jill Mikucki anunciou a descoberta de uma população de micróbios que vivem abaixo de 400 m de gelo glacial na Antártida, que sobreviveram por milhões de anos minando a energia dos depósitos de ferro. Quer estejam morando em um vulcão islandês recém-eclodido ou permanecendo adormecidas por milênios no permafrost da Sibéria, as bactérias realmente colonizaram o mundo.

Partes dos vales secos de McMurdo, na Antártica, não vêem chuva há séculos, mas os cientistas ainda encontram bactérias florescendo nesta paisagem severa (Crédito: Alamy)

Esse corpo de pesquisa exploratória reformulou nossa compreensão dos limites da vida, ensinando-nos as maneiras engenhosas pelas quais as bactérias evoluíram para tolerar seus arredores. Mas talvez seja o iminente espectro de resistência a antibióticos que forneça a razão mais urgente para explorar ecossistemas extremos.

Superbugs – patógenos que aprenderam a evitar nossos ataques com antibióticos – já são considerados responsáveis ​​por centenas de milhares de mortes em todo o mundo a cada ano. A Organização Mundial da Saúde os descreve como “uma das maiores ameaças atuais à saúde, segurança alimentar e desenvolvimento global”. Para piorar a situação, assim que nossos medicamentos mais confiáveis ​​começaram a falhar, o final do século 20 viu o caminho para o desenvolvimento de novos antibióticos diminuir lentamente.

Bioprospecção

Enquanto órgãos de saúde pública em todo o mundo pedem aos médicos, pacientes e agricultores que usem antibióticos de forma responsável para ajudar a conter a disseminação de superbactérias, existe um consenso geral sobre a necessidade do desenvolvimento de novos medicamentos. Às vezes, um produto químico potencialmente útil pode ser encontrado bem na frente do nosso nariz – em 2016, pesquisadores alemães descobriram um antibiótico anteriormente desconhecido em uma narina humana capaz de matar o Staphylococcus aureus resistente a medicamentos, também conhecido como MRSA. Em outros casos, moléculas totalmente sintéticas podem provar ter êxito como antibióticos.

Mas muitos cientistas argumentam que também devemos explorar o mundo natural para a nova bioquímica, uma abordagem conhecida como “bioprospecção”. Marcel Jaspars, químico de produtos naturais da Universidade de Aberdeen, é um desses defensores. “70% a 75% de todos os antibióticos vêm da natureza”, observa ele. “Parece-me que deveríamos examinar mais profundamente como a natureza produz essas moléculas e como podemos encontrar compostos antibióticos”.

Bactérias isoladas do solo do deserto no norte do Chile podem não só fornecer antibióticos, mas também novos tipos de proteção solar e catalisadores industriais (Crédito: Cristina Dorador)

E são locais extremos, aparentemente sem vida, como o Atacama, que parecem ser os lugares mais promissores para encontrar novas armas na luta contra a resistência aos antibióticos. Os avanços no sequenciamento genético mostraram que os vales secos da Antártica, cujo solo árido e frio é considerado único no mundo, abrigam uma diversidade de actinobactérias muito maior do que se pensava. A exploração das trincheiras mais profundas do oceano levou à descoberta de toda uma nova classe de produtos químicos, denominada “abissomicina”, em homenagem às profundezas nas quais seus criadores de bactérias foram encontrados. Das dunas de areia de Merzouga, no sul do Marrocos, aos desertos de Badain Jaran e Tengger, na China, microbiologistas de todo o mundo estão construindo uma biblioteca cada vez maior de compostos que exibem propriedades bioativas.

Vale a pena notar que muitas das moléculas extraídas dessas bactérias extremas provavelmente nunca se tornarão drogas. Para todos os antibióticos que mudam o mundo, como a penicilina, os cientistas descobriram inúmeros compostos químicos que são muito tóxicos ou simplesmente não são eficazes o suficiente para serem úteis como medicamentos.

Mas, de acordo com a microbiologista chilena Cristina Dorador, especialista no microbioma do Atacama, existem muitas outras razões pelas quais devemos valorizar seus tópicos de pesquisa invisíveis. A capacidade das bactérias do deserto de suportar alta aridez e salinidade pode ajudar as plantas a crescer em más condições, diz ela. E sua tolerância à radiação UV pode ser útil na indústria de cosméticos, que procura encontrar maneiras de proteger a pele humana dos danos causados ​​pela luz solar.

“Sua tolerância à radiação UV pode ser útil na indústria de cosméticos, que procura encontrar maneiras de proteger a pele humana dos danos causados ​​pela luz solar.”

Desertos como o Atacama e outros ambientes extremos tornaram-se o foco de cientistas que estão “bioprospectando” possíveis novos medicamentos (Crédito: Cristina Dorador)

Os pesquisadores também descreveram o potencial das bactérias como biocatalisadoras industriais – Dorador sugere que sua capacidade de metabolizar matéria inorgânica possa ser empregada na indústria de mineração de cobre do Atacama, que constitui a espinha dorsal da economia chilena. Ela diz que a adaptação das bactérias ao ambiente do deserto pode torná-las especialmente adequadas para ajudar no processo de extração.

E os pesquisadores podem ter apenas arranhado a superfície do potencial do Atacama. Pensa-se que cerca de apenas 1% de todos os microorganismos no mundo natural foram isolados e cultivados (cultivados em laboratório), mas novas técnicas de sequenciamento genético estão ajudando pesquisadores como Dorador a entender o que mais existe por aí.

“Sabemos que eles estão lá, que temos uma grande diversidade microbiana, mas não sabemos realmente quais são seus efeitos nem seu potencial”, diz ela. “Existe realmente todo um universo microbiano a ser descoberto no deserto de Atacama.”

Fonte: BBC Future / Tom Garmeson
Tradução: Redação Ambientebrasil / Maria Beatriz Ayello Leite
Para ler a reportagem original em inglês acesse:
http://www.bbc.com/future/story/20190912-the-desert-soil-that-could-fight-superbug-bacteria


Créditos: Ambiente Brasil

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