Cogumelos contra resíduos de medicamentos: Como os cogumelos ostra desintoxicam lamas de depuração

Os resultados de um estudo recente sugerem que, de forma inesperada, os fungos podem tornar-se um verdadeiro gamechanger neste domínio.

Investigadores da Universidade Johns Hopkins colocaram dois discretos fungos cultivados a actuar sobre lamas de ETAR. O desfecho parece quase ficção científica: em poucas semanas, estes fungos conseguiram degradar uma grande parte de psicofármacos comuns que, de outra forma, poderiam seguir caminho através de fertilizantes para os solos, cursos de água e, possivelmente, acabar por entrar na nossa cadeia alimentar.

Comprimidos nas lamas de ETAR - um problema ambiental subestimado

Antidepressivos, ansiolíticos, indutores do sono: todos estes medicamentos foram concebidos para resistirem no corpo humano e actuarem no cérebro. Uma fracção é excretada e outra parte chega ao esgoto quando comprimidos não utilizados são despejados na sanita. Embora as ETAR removam microrganismos e muitos outros contaminantes, moléculas farmacêuticas complexas conseguem, de forma surpreendente, sobreviver ao tratamento.

As lamas de ETAR resultantes são, depois de tratadas, aplicadas em muitas regiões como fertilizante rico em nutrientes. Os especialistas designam-nas por “biossólidos” (Biosolids): matéria orgânica com elevados teores de azoto, fósforo e carbono - um recurso valioso para a agricultura. Ao mesmo tempo, estas lamas transportam vestígios da medicina moderna.

"Mesmo quantidades muito pequenas de psicofármacos podem ter efeito - é precisamente por isso que hoje são considerados poluentes críticos no ambiente."

A evidência disponível ainda não é conclusiva quanto a saber se - e em que grau - estes compostos passam efectivamente do solo para os alimentos. No entanto, ensaios em laboratório mostram que as plantas podem absorver certas substâncias a partir do solo; e, na água, alguns resíduos farmacêuticos prejudicam peixes, organismos microscópicos e algas. Por isso, tem aumentado a pressão para encontrar soluções já à escala da ETAR.

Investigadores apostam em Weißfäulepilze - fungos “comedores de madeira” para lamas de ETAR

A equipa da Universidade Johns Hopkins focou-se num grupo especial de fungos: os chamados Weißfäulepilze (fungos da podridão branca). Na natureza, estes organismos decompõem madeira porque conseguem quebrar a lenhina (lignina), um biopolímero extremamente estável que confere rigidez às árvores.

O trabalho incidiu sobre duas espécies bem conhecidas:

• Pleurotus ostreatus - mais conhecido como cogumelo-oyster (um cogumelo comestível muito popular)
• Trametes versicolor - frequentemente encontrado em zonas florestais, também conhecido como “cauda-de-peru”

Ambas as espécies produzem enzimas altamente reactivas que atacam não só componentes da madeira, mas também uma grande variedade de moléculas diferentes e complexas. É precisamente isso que as torna atractivas para a tecnologia ambiental: em vez de ser necessário um reactor específico para cada composto, os fungos funcionam quase como um “omnivor” químico.

Como foi conduzida a experiência com fungos e lamas de ETAR

Para o estudo, os investigadores utilizaram lamas de uma instalação municipal. Este material foi enriquecido propositadamente com nove psicofármacos frequentemente detectados, incluindo os antidepressivos citalopram e trazodona. De seguida, inocularam as lamas com as duas espécies de fungos e mantiveram o sistema, em condições controladas, por um período até 60 dias.

Em paralelo, foram realizados ensaios de comparação em soluções nutritivas líquidas, sem lamas. Assim, foi possível avaliar se o comportamento dos fungos numa matriz real e “suja” se aproximava do observado num meio laboratorial limpo.

Parâmetro experimental	Detalhes
Número de substâncias testadas	9 psicofármacos
Espécies de fungos	Pleurotus ostreatus, Trametes versicolor
Duração do tratamento	até 60 dias
Analítica	espectrometria de massa de alta resolução

Taxas de degradação surpreendentes - em lamas reais de ETAR

Ao fim de dois meses, os efeitos eram claros: as duas espécies reduziram de forma significativa oito das nove substâncias analisadas. Conforme o composto, a diminuição variou entre cerca de metade e um desaparecimento quase total.

"O Pleurotus ostreatus revelou-se particularmente eficaz e removeu, em vários antidepressivos, mais de 90 por cento da quantidade aplicada."

Um ponto especialmente interessante: alguns compostos degradaram-se ainda mais na matriz complexa das lamas do que na cultura líquida “limpa”. Isto sugere que condições ambientais reais não têm, necessariamente, de travar a actividade enzimática dos fungos - podendo, em certos casos, até favorecê-la. Para a aplicação prática, esta transferibilidade é um detalhe crucial.

Transformar veneno noutro veneno?

Em qualquer tecnologia de degradação, a pergunta central é sempre a mesma: será que surgem novos intermediários ainda mais problemáticos? Para responder a esta preocupação, a equipa analisou os produtos de transformação com espectrometria de massa de alta resolução, identificando mais de 40 fragmentos moleculares diferentes.

Recorrendo a uma ferramenta de avaliação de perigos da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA), os investigadores estimaram a toxicidade provável destas novas substâncias face aos medicamentos de origem. As modelações indicam que a maioria dos fragmentos será menos preocupante do que os compostos iniciais.

Ou seja, os fungos não parecem estar apenas a “ocultar” ou a reformular as moléculas: estão, de facto, a torná-las menos nocivas. Decompõem estruturas grandes, adicionam oxigénio e aumentam a solubilidade em água - passos que, do ponto de vista químico, apontam para uma verdadeira desintoxicação.

Mycoaugmentation: quando os fungos reforçam as ETAR

Para esta estratégia surgiu um termo no jargão técnico: Mycoaugmentation. Refere-se ao uso deliberado de fungos para tratar biologicamente materiais contaminados - neste caso, lamas de ETAR antes de serem utilizadas como fertilizante.

Face a processos high-tech mais exigentes, esta abordagem apresenta vantagens práticas evidentes:

• Os fungos crescem naturalmente em substratos sólidos como madeira ou palha; para eles, as lamas não são um meio “estranho”.
• Necessitam de relativamente pouca energia, dispensam reactores caros e não exigem um controlo complexo.
• As espécies são comuns, bem estudadas e, na prática, já estão estabelecidas em contextos alimentares e de cultivo.

Por isso, uma etapa baseada em fungos pode vir a ser um complemento relativamente simples aos tratamentos existentes em ETAR municipais. Uma possibilidade seria deixar as lamas já tratadas a serem colonizadas por micélio durante algumas semanas, em instalações fechadas ou em pilhas controladas, antes da aplicação agrícola.

O que ainda falta para os fungos entrarem nas ETAR

Apesar dos resultados promissores em laboratório, subsistem questões em aberto. A composição das lamas varia muito de instalação para instalação. Temperatura, humidade e teor de nutrientes oscilam consideravelmente - e todos estes factores influenciam o crescimento fúngico.

Para avançar para grande escala, os operadores teriam de definir como integrar estes “reactores” de fungos nos processos actuais. Seria essencial garantir um procedimento reprodutível, sem transformar as equipas da ETAR em cultivadores de cogumelos.

Acresce a dúvida sobre efeitos a longo prazo: o que acontece aos restos de fungos no solo quando as lamas tratadas são aplicadas? Os esporos podem deslocar organismos indesejados, ou integram-se sem perturbar o ecossistema do solo? As avaliações iniciais tendem a ser tranquilizadoras, dado que ambas as espécies já existem em todo o mundo - mas o tema ainda não está totalmente fechado.

Porque é que psicofármacos no ambiente são delicados

Muitos fármacos actuam de forma altamente específica em vias de sinalização do sistema nervoso. Aquilo que ajuda as pessoas pode ser problemático para outros organismos. Em experiências, por exemplo, peixes expostos a vestígios ínfimos destes compostos na água mostram alterações no comportamento reprodutivo ou respostas ao stress perturbadas.

O aspecto mais traiçoeiro é que estas substâncias são frequentemente persistentes: não se degradam facilmente e podem acumular-se em sedimentos ou em organismos. Mesmo quando as concentrações parecem baixas, a exposição contínua ao longo de anos pode alterar sistemas biológicos.

Existe ainda o chamado efeito cocktail: nas lamas de ETAR não se misturam apenas psicofármacos, mas também resíduos de analgésicos, hormonas, antiepilépticos e muitas outras classes de compostos. O impacto a longo prazo desta mistura em solos e ecossistemas continua, em grande medida, pouco estudado.

O que o estudo significa para a agricultura e para os consumidores

Para os agricultores, as lamas de ETAR são uma fonte relevante de nutrientes, sobretudo em períodos de preços elevados dos fertilizantes minerais. Em paralelo, cresce a desconfiança pública quando se fala em aplicar nos campos um subproduto urbano. Métodos de limpeza baseados em fungos podem abrir aqui uma via intermédia.

Se for possível neutralizar uma parte substancial dos fármacos críticos com etapas fúngicas relativamente simples, aumenta a aceitação da economia circular na agricultura. O azoto, o fósforo e a matéria orgânica manter-se-iam, enquanto as substâncias de risco diminuiriam de forma marcada.

Na prática, o caminho parece claro: municípios poderiam criar unidades-piloto nas quais apenas uma parte das lamas recebesse tratamento adicional com fungos. Programas de monitorização avaliariam então quanto baixa a carga de compostos problemáticos - e se isso se reflecte em amostras de solo e água nas imediações dos campos experimentais.

Como as tecnologias com fungos poderão ser usadas no futuro

Os fungos não estão, há muito, apenas no topo da lista de desejos dos engenheiros ambientais para tratar lamas de ETAR. Espécies semelhantes de Weißfäulepilze podem ser consideradas para efluentes industriais contaminados, passivos associados a preservantes de madeira ou até para a descontaminação de solos. O princípio mantém-se: um arsenal de enzimas pouco específicas capaz de atacar muitos poluentes orgânicos diferentes.

Para consumidoras e consumidores, esta linha de investigação traz uma mensagem inesperada: fungos que normalmente vão para a frigideira - ou que são promovidos como “medicinais” - podem vir a desempenhar um papel discreto, mas central, nos bastidores das infra-estruturas, actuando como filtros biológicos que atenuam os efeitos colaterais da medicina moderna.

O estudo também evidencia como ecologia e tecnologia estão cada vez mais interligadas. Em vez de depender exclusivamente de novos químicos ou de processos energeticamente intensivos, a investigação começa, cada vez mais, por observar o que a natureza já faz há muito: decompor madeira, degradar toxinas e fechar ciclos de matéria. O trabalho com Pleurotus ostreatus e Trametes versicolor é um exemplo particularmente elucidativo disso.