O plástico é um símbolo da nossa era: durável, versátil e, infelizmente, quase indestrutível na natureza. Mas a resposta a esse problema alarmante pode estar em seres microscópicos. Nesta reta final da nossa série sobre o projeto BEYOND, revelamos como os pesquisadores do LEBIMO estão transformando fungos filamentosos em “fábricas” de enzimas capazes de degradar o plástico.
Ok, mas o que é a biodegradação de plásticos?
Normalmente falamos de plástico como algo único, singular, mas existem diversos tipos de plástico, cada um com suas próprias características e finalidades. Os plásticos são materiais sintéticos produzidos a partir de pequenas moléculas, chamadas de monômeros, derivadas do petróleo e outros recursos fósseis (como o gás natural). Entre as maiores vantagens dos plásticos estão a sua durabilidade e resistência; entretanto, essas duas características também influenciam o seu descarte, pois podem persistir por milhares de anos na natureza, liberando substâncias tóxicas nesse processo. Já tivemos outro texto sobre os tipos de plástico, e você pode conferi-lo aqui.
Devido à dificuldade para degradar os plásticos, muitas pesquisas vêm sendo desenvolvidas na busca de facilitar esse processo por meio de microrganismos, como fungos e bactérias, chamado de biodegradação. Nesse processo, microrganismos colonizam a superfície do plástico e atuam como microscópicas usinas químicas. Eles secretam enzimas que agem como tesouras moleculares, cortando as fortes ligações entre os monômeros e desorganizando a estrutura do material.
Um dos grandes focos de pesquisa em biomanufatura no LEBIMO é o estudo de enzimas de fungos capazes de degradar o PET, um dos plásticos mais conhecidos. A estrutura do PET pode se apresentar de duas formas: a cristalina, em que as moléculas estão rigorosamente empacotadas e organizadas, e a amorfa, em que estas têm um arranjo mais caótico. Pense na diferença entre um bloco de gelo sólido e uma raspadinha: a forma cristalina (o bloco) é muito mais difícil de ser ‘mastigada’ pelas enzimas.
Nos últimos anos, cada vez mais pesquisas têm sido feitas para desenvolver alternativas para biodegradar ambas as formas de PET. Tudo isso começou quando cientistas observaram bactérias capazes de secretar enzimas que quebravam o PET em moléculas menores, solúveis em água e disponíveis para serem captadas por microrganismos e digeridas. As mais importantes dessas enzimas foram chamadas de PETases, justamente por conseguirem “digerir” o PET cristalino (mais resistente à degradação), entretanto, existem diversas outras, como as esterases, lipases, cutinases e hidrofobinas.
Mas e os fungos? Eles são capazes de biodegradar plásticos?
Sim! Cada vez mais cientistas vêm descobrindo que fungos têm tanta capacidade para degradar plásticos quanto as bactérias (e talvez até mais do que elas). No caso do LEBIMO, parte do projeto BEYOND desenvolvido pelos seus cientistas foca no estudo de dois conjuntos de enzimas para digerir plásticos: as cutinases e hidrofobinas. A vantagem dessas enzimas é que elas são produzidas pelo Aspergillus oryzae, o fungo que o laboratório estuda.
As hidrofobinas são um conjunto de enzimas exclusivas de fungos que, no contexto de biodegradação, têm duas funções. A primeira delas é unir as moléculas de plástico, deixando-as mais próximas entre si, quase como se fosse uma “cola”. A segunda é mediar a interação entre as cutinases e o plástico, sinalizando para elas onde a molécula de plástico deve ser cortada. As cutinases já são outro conjunto de moléculas (enzimas), também produzidas por fungos, que têm a capacidade de quebrar certas ligações entre os monômeros do plástico, reduzindo as grandes e complexas moléculas para tamanhos menores e mais fáceis de serem digeridos.
Parte do projeto BEYOND é facilitar todo esse processo. As cutinases naturalmente conseguem interagir com as moléculas de plástico e biodegradá-las, entretanto, essa interação não é muito forte. Logo, os pesquisadores estão tentando mudar a enzima por meio de mutações no seu gene, para que essa interação seja mais forte e a biodegradação do plástico seja realizada de forma mais eficiente. Além disso, assim como grande parte das outras pesquisas realizadas no laboratório, parte do desenvolvimento desta é focado em aumentar a quantidade de enzimas secretadas pelo fungo, o que também auxiliará na otimização da biodegradação dos plásticos.
Outro exemplo de potencial na biodegradação de plástico é daqui da América do Sul, na região amazônica equatorial, onde foi encontrado um fungo chamado Pestalotiopsis microspora capaz de degradar outro tipo de plástico, o poliuretano, muito usado na produção de vários itens de consumo, como colas, tintas, espumas e couro sintético. Pesquisadores observaram que esse fungo é capaz de quebrar o poliuretano em partes menores, liberando esses componentes para serem usados por outros microrganismos do ambiente, seja como nutriente ou fonte de energia.
E quando a biodegradação de plástico vai poder começar a ser aplicada no mundo?
Embora os resultados em laboratório sejam promissores, ver usinas de fungos devorando lixões inteiros ainda é uma realidade distante. A transição das bancadas de pesquisa para a escala industrial esbarra em enormes desafios tecnológicos. Os cientistas ainda precisam otimizar essas enzimas e garantir que o processo seja economicamente viável para remediar ambientes poluídos.
O estudo desses organismos e proteínas é uma etapa importante para tentar solucionar o problema do plástico, todavia, sozinho não será suficiente. É importante que, aliado a isso, se reduza a produção de plásticos, buscando alternativas mais limpas para o ambiente. Por fim, nos encaminhamos para o último texto da nossa série sobre fungos e biomanufatura. No próximo, vamos entender como os biofertilizantes estão revolucionando a agricultura e ajudando no cultivo dos campos.
Para saber mais:
- CHEN, Zhuozhi et al. Efficient biodegradation of highly crystallized polyethylene terephthalate through cell surface display of bacterial PETase. Science of the Total Environment, v. 709, p. 136138, 2020.
- DI PEDE-MATTATELLI, Ania et al. Why Do PETases Struggle with Crystalline PET? Catalytic Ensemble Sampling Reveals Molecular Bottlenecks. The Journal of Physical Chemistry Letters, v. 17, n. 17, p. 5069-5078, 2026.
- ERMIS, Hande. A mini-review on the role of PETase in polyethylene terephthalate degradation. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, v. 24, n. 3, p. 545-555, 2025.
- KLAUER, Ross R. et al. Hydrophobins from Aspergillus mediate fungal interactions with microplastics. Environmental science & technology, v. 59, n. 28, p. 14528-14539, 2025.
- RUSSELL, Jonathan R. et al. Biodegradation of polyester polyurethane by endophytic fungi. Applied and environmental microbiology, v. 77, n. 17, p. 6076-6084, 2011.
- SRIKANTH, Munuru et al. Biodegradation of plastic polymers by fungi: a brief review. Bioresources and Bioprocessing, v. 9, n. 1, p. 42, 2022.
- TANIGUCHI, Ikuo et al. Biodegradation of PET: current status and application aspects. Acs Catalysis, v. 9, n. 5, p. 4089-4105, 2019.
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