Fungos da Johns Hopkins University degradam medicamentos no lodo de esgoto

O que desaparece pelo ralo está longe de sair do mundo. Medicamentos modernos resistem a diversas etapas de tratamento em estações de esgoto e acabam reaparecendo no lodo de esgoto, usado como fertilizante em áreas agrícolas. Agora, uma equipa de pesquisa da Johns Hopkins University demonstra que determinados fungos decompositores de madeira conseguem degradar esses princípios ativos com eficácia surpreendente, reduzindo um problema ambiental ainda sem solução.

Resíduos farmacêuticos ocultos no fertilizante “benéfico”

O lodo de esgoto, geralmente chamado de “biossólidos” nos Estados Unidos e na Europa, é considerado um recurso valioso. Rico em nitrogénio, fósforo e matéria orgânica, ele ajuda a recuperar solos empobrecidos. Porém, carrega também um componente indesejável: vestígios de medicamentos, especialmente de substâncias psicoativas, como antidepressivos.

Esses compostos chegam ao ambiente por duas vias. Uma delas são a urina e as fezes de pacientes; a outra é o descarte incorreto de comprimidos na sanita ou no ralo. As estações convencionais de tratamento removem agentes patogénicos e grande parte dos metais presentes na água. Já os compostos orgânicos complexos, em boa medida, atravessam o sistema.

“Os medicamentos psicoativos são desenvolvidos para permanecer estáveis no corpo humano - e é exatamente isso que os torna tão persistentes no ambiente.”

Ainda não se sabe em que medida esses resíduos acabam, de facto, no prato. Estudos indicam que plantas conseguem absorver certos princípios ativos de solos tratados com lodo de esgoto. Ainda não há uma conclusão definitiva sobre a passagem deles para os alimentos em quantidades relevantes. Mesmo assim, especialistas classificam-nos como “substâncias preocupantes”, pois doses muito baixas já podem ter efeitos psicoativos, e organismos aquáticos sensíveis podem reagir a elas.

Por que os fungos de podridão-branca são tão promissores

A equipa do Departamento de Saúde Ambiental e Engenharia recorreu a uma ideia conhecida da decomposição de madeira: os chamados fungos de podridão-branca. Eles degradam a lignina, substância vegetal que dá rigidez à madeira. A lignina é considerada extremamente difícil de decompor biologicamente. Organismos capazes de quebrá-la também conseguem lidar com muitas outras moléculas complexas.

O estudo concentrou-se em duas espécies conhecidas tanto por jardineiros amadores quanto por apreciadores de cogumelos:

• Pleurotus ostreatus - mais conhecido como cogumelo-ostra;
• Trametes versicolor - também chamado internacionalmente de “Turkey Tail”.

Os dois fungos libertam enzimas diretamente no ambiente ao seu redor. Essas enzimas não se especializam num único alvo molecular: atacam tudo o que se enquadra no seu perfil químico de ação. Essa capacidade de amplo espectro é precisamente o que os torna atraentes para tratar lodo de esgoto, onde diversos princípios ativos estão presentes ao mesmo tempo.

Como foi realizado o teste com fungos e lodo de esgoto

Para o estudo, a equipa utilizou lodo de esgoto proveniente de uma estação municipal. O material recebeu deliberadamente nove medicamentos psicoativos frequentemente encontrados no ambiente, entre eles antidepressivos comuns, como citalopram e trazodona. Em seguida, os fungos cresceram diretamente nesse substrato por até 60 dias.

Em paralelo, foram feitos testes de comparação em meios nutritivos líquidos, sem lodo de esgoto. Assim, foi possível verificar se o desempenho de degradação em condições reais e “sujas” diferia daquele observado no ambiente limpo de laboratório.

Com espectrometria de massa de alta resolução, os investigadores acompanharam as alterações nas concentrações dos medicamentos ao longo do tempo e identificaram os produtos gerados pela degradação.

Taxas de degradação impressionantes após dois meses

As duas espécies de fungos mostraram eficácia notável. Os principais resultados foram:

• Ambos os fungos degradaram de forma significativa oito dos nove princípios ativos testados.
• Dependendo da substância, as taxas de degradação ficaram, em geral, entre cerca de 50 % e a remoção quase completa após 60 dias.
• O cogumelo-ostra foi particularmente eficiente em vários casos e alcançou taxas de degradação superiores a 90 % para alguns antidepressivos.

“Os fungos não apenas ‘armazenam’ os medicamentos: eles os desintegram quimicamente em componentes menores, na maioria das vezes menos problemáticos.”

A partir dos fragmentos moleculares medidos, a equipa identificou mais de 40 produtos de degradação distintos. Entre as reações típicas estavam a quebra de moléculas grandes em unidades menores e a adição de grupos de oxigénio. Ambos os processos correspondem bem ao conjunto de enzimas já conhecido nos fungos de podridão-branca.

O problema diminui de verdade ou apenas muda de lugar?

Uma questão central da química ambiental é saber se a degradação de um poluente realmente gera algo menos nocivo ou se produz apenas uma nova mistura desconhecida de substâncias potencialmente igualmente preocupantes.

Para abordar essa preocupação, a equipa empregou uma ferramenta de avaliação de perigos da agência ambiental dos Estados Unidos, a EPA. O recurso permitiu estimar a toxicidade, a persistência e o potencial de bioacumulação dos produtos de degradação formados.

O balanço inicial foi favorável: para a maioria dos fragmentos identificados, o modelo apontou um potencial de perigo inferior ao dos medicamentos originais. Portanto, o tratamento com fungos tende a reduzir o risco total, em vez de apenas alterar a forma do problema.

Da caixa de laboratório à estação de esgoto: quão viável é?

O estudo revelou um ponto importante: os medicamentos comportam-se de maneira diferente no lodo de esgoto real e em soluções laboratoriais transparentes. Alguns princípios ativos foram até mais intensamente degradados nas amostras com biossólidos do que nas culturas líquidas. Essas diferenças deixam claro que os testes em condições práticas são indispensáveis.

Ao mesmo tempo, surge uma possibilidade operacional: fungos de podridão-branca crescem naturalmente em substratos sólidos, como troncos, cavacos de madeira e palha. Por isso, o lodo de esgoto pode ser usado com relativa facilidade como um “canteiro de fungos” antes de ser aplicado no campo.

Entre os cenários possíveis para estações de tratamento e empresas responsáveis pela gestão de resíduos estão:

• uma fase adicional de compostagem, em que o lodo de esgoto recebe inóculo de micélio fúngico;
• reatores fixos com substratos de madeira que sustentem colónias de fungos e recebam o lodo;
• a combinação do tratamento por fungos com instalações já existentes de secagem ou compostagem.

Em comparação com métodos térmicos ou exclusivamente químicos, a necessidade de energia seria baixa. Os fungos precisam sobretudo de tempo, temperaturas adequadas e algum oxigénio.

Oportunidades, limites e riscos da “micoaumentação”

Especialistas chamam essa abordagem de “micoaumentação”: o uso direcionado de fungos para descontaminar materiais. O atrativo está na simplicidade e no aproveitamento de processos naturais. Ainda assim, várias questões precisam ser respondidas antes de um sistema desse tipo operar em grande escala.

Entre elas estão:

• Até que ponto as culturas fúngicas mantêm um desempenho estável diante de variações na qualidade do lodo e nas estações do ano?
• Que resíduos permanecem na própria biomassa dos fungos e como ela deverá ser descartada ou aproveitada no fim do processo?
• Como outros microrganismos presentes no lodo reagem aos fungos: favorecem ou dificultam a degradação?
• Quanto os riscos para organismos aquáticos e para as pessoas diminuem na aplicação real, e não apenas em laboratório?

A questão do aproveitamento da massa fúngica é especialmente delicada: os cogumelos-ostra são normalmente considerados comestíveis. No entanto, depois de tratarem lodo de esgoto, deixam de ser adequados para consumo e poderiam servir, por exemplo, como combustível ou melhorador de solo, sob condições controladas.

O que consumidores e municípios já podem fazer

A pesquisa aponta um caminho promissor para operadores de estações de tratamento, mas não elimina a responsabilidade da sociedade e das pessoas. Quanto menos medicamentos chegarem ao esgoto, mais simples será tratar o que restar.

Algumas medidas práticas incluem:

• nunca descartar medicamentos na sanita ou no ralo, mas entregá-los em farmácias ou pontos municipais de recolha;
• em tratamentos contínuos, rever regularmente com médicos e médicas se as dosagens ainda são adequadas - todo comprimido desnecessário terá de ser descartado mais tarde;
• municípios podem promover campanhas de informação e ampliar as opções de recolha;
• apoiar de forma direcionada a pesquisa e as instalações-piloto de métodos biológicos de tratamento.

Em paralelo, químicos ambientais desenvolvem princípios ativos mais biodegradáveis, capazes de exercer o efeito no organismo e, depois, decompor-se mais rapidamente. Sistemas com fungos, como o investigado no estudo da Johns Hopkins University, podem tornar-se uma peça importante para retirar os resíduos remanescentes do ciclo de materiais.

Por que os fungos ganham espaço na tecnologia ambiental

O uso de fungos de podridão-branca já vai muito além do lodo de esgoto. Investigadores avaliam abordagens semelhantes para pesticidas, corantes da indústria têxtil e resíduos de óleo usado. As enzimas desses organismos são surpreendentemente robustas e, em alguns casos, podem ser empregadas de forma isolada, sem que seja necessário cultivar o fungo inteiro.

Isso cria oportunidades especialmente para regiões com orçamentos limitados: instalações baseadas em fungos utilizam materiais simples e não dependem de química de alta tecnologia. Nos países industrializados, onde os padrões ambientais são elevados, elas podem funcionar como uma camada adicional de segurança - um “acabamento” biológico depois que os sistemas convencionais já removeram a maior parte da poluição.

O trabalho do grupo da Johns Hopkins University mostra que um tema de pesquisa aparentemente discreto pode transformar-se num elemento estratégico das políticas ambientais modernas: culturas de fungos como guardiãs entre a estação de esgoto e a lavoura, reduzindo de forma significativa o fluxo de resíduos de medicamentos antes que eles cheguem à cadeia alimentar.