Péptidos produzidos por cianobactérias marinhas podem apresentar um desempenho superior ao dos biocidas comerciais amplamente utilizados na indústria naval
Um consórcio de investigadores
liderado pelo CIIMAR – Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e
Ambiental, em colaboração com a Universidade de Lisboa e a Universidade do Porto,
desenvolveu uma nova abordagem anti-incrustante (antifouling) baseada em
péptidos naturais produzidos por cianobactérias marinhas. A prova de conceito
descrita no estudo Engineered coatings containing cyclic peptides from
cyanobacteria delay the development of a stable macrofouling community
Engineered coatings containing cyclic peptides from cyanobacteria delay the
development of a stable macrofouling community,
demonstra que estes péptidos são capazes de substituir biocidas tóxicos que
dominam o mercado de tintas anti-incrustantes usadas na indústria marítima.
Joana Almeida, investigadora do grupo de Interfaces
Oceânicas Bioinspiradas do CIIMAR e líder deste estudo, explica que “a
principal inovação deste trabalho está no uso de péptidos naturais produzidos
por cianobactérias, que interferem seletivamente nos processos iniciais de
colonização biológica, sem prejuízo para organismos não-alvo nem para a
biodiversidade marinha”.
O resultado é um produto capaz de “controlar eficazmente
a bioincrustação marinha sem recorrer à libertação contínua de biocidas
tóxicos, abrindo caminho a uma nova geração de revestimentos anti-incrustantes
ambientalmente responsáveis.”
Os desafios da bioincrustação marinha
A bioincrustação marinha, conhecida como biofouling,
é um fenómeno natural que ocorre quando superfícies submersas, como cascos de
navios, infraestruturas portuárias ou equipamentos de aquacultura, são
colonizadas por bactérias, algas e invertebrados.
Este processo representa um dos maiores desafios
operacionais e económicos para as indústrias marinhas, nomeadamente a indústria
naval, aumentando os custos de manutenção dos navios, o consumo de combustível
e de emissões.
Na atualidade, a resposta dominante a este problema é o
uso de tintas que libertam continuamente biocidas tóxicos (cobre e outros
compostos metálicos) impedindo a incrustação. Apesar da sua eficácia, estas
soluções têm um elevado custo ambiental provocando poluição marinha, perda de
biodiversidade e degradação dos ecossistemas. A sua ação é tão intensa que
alguns biocidas, como o tributilestanho (TBT), já foram banidos pela União
Europeia que tem exigido, através do Regulamento dos Produtos Biocidas (UE 528/2012),
o desenvolvimento de alternativas ambientalmente seguras.
Joana Almeida explica que “a transição para soluções
anti-incrustantes não tóxicas é inevitável face ao enquadramento regulatório
europeu.” O estudo agora publicado na conceituada revista científica Trends
in Biotechnology, do grupo Cell, apresenta uma solução inovadora de
base natural que resolve todos os desafios acima: “essa transição é não só
possível, como tecnologicamente viável”, acrescenta a investigadora do CIIMAR.
Uma alternativa eficaz e não tóxica
Durante as experiências realizadas os revestimentos
funcionalizados com péptidos bioativos produzidos por uma estirpe de
cianobactéria integrada na coleção LEGE-CC do CIIMAR, mostraram ser
particularmente eficazes a interferir na formação de biofilmes e a inibir a
fixação das larvas de mexilhão em laboratório e, portanto, atrasando as fases
iniciais de colonização biológica em condições reais de ambiente marinho, um
aspeto crucial no controlo da bioincrustação.
Ao interferirem nos processos de adesão e organização
sequencial das comunidades incrustantes iniciais, nomeadamente através da
modulação de sinais químicos naturais que orientam a adesão de bactérias e
outros microorganismos, estes compostos reduzem o alojamento subsequente de
macroalgas e invertebrados, sem recorrer a qualquer toxicidade química.
Trata-se de uma estratégia baseada na modulação ecológica da bioincrustação
inspirada em mecanismos de comunicação química existentes no oceano.
Segundo Joana Almeida, este “controlo das fases iniciais
da bioincrustação é determinante para evitar o desenvolvimento das espécies
mais problemáticas. Os nossos resultados mostram que é possível alcançar esse
controlo usando a nosso favor os mecanismos naturais de colonização sequencial
sem libertar compostos nocivos para o ambiente”.
Igualmente importante de referir é o facto de o estudo em
questão demonstrar que estes péptidos produzidos por cianobactérias marinhas
apresentam um desempenho comparável, e em alguns aspetos superior, ao de um
biocida comercial amplamente utilizado na indústria (Econea®).
“Ao reduzir a libertação de poluentes no oceano, esta
tecnologia tem o potencial de gerar benefícios ambientais claros, mas também
ganhos económicos diretos para setores como o transporte marítimo, a
aquacultura e as infraestruturas costeiras.” reforça a investigadora do CIIMAR.
Os impactos positivos estendem-se a setores como a pesca,
a aquacultura e o turismo, contribuindo para oceanos mais saudáveis e para uma
economia azul mais sustentável.
Do laboratório à indústria
No que toca ao potencial deste estudo, Joana Almeida
explica que o trabalho realizado” vai além da investigação fundamental.
Demonstrámos a incorporação funcional dos compostos em revestimentos e
validámos protótipos em condições marinhas reais, aproximando a tecnologia de
uma aplicação industrial.”
Este avanço representa, assim, uma progressão clara do
nível de maturidade tecnológica, aproximando uma solução natural de uma
aplicação industrial futura.
A tecnologia encontra-se já numa fase pré-industrial
promissora. Os próximos passos passam por demonstrar a eficácia a longo prazo
em diferentes ambientes marinhos, bem como otimizar os processos de produção e
incorporação dos compostos a uma escala industrial competitiva.
Os resultados deste estudo abrem
também novas perspetivas para a investigação e desenvolvimento de tecnologias
anti-incrustantes inspiradas na natureza, com benefícios claros para o
ambiente, a indústria e a sociedade, alinhadas com os Objetivos de Desenvolvimento
Sustentável (ODS) das Nações Unidas, as exigências europeias e posicionando-se
como um passo decisivo rumo a oceanos mais limpos, resilientes e produtivos. Universidade
do Porto - Portugal
