Degradação biológica de repelentes de mosquitos apenas parcialmente esclarecida
Microrganismos em biofilmes em rios podem quebrar substâncias nocivas. Alguns também são capazes de degradar biocidas, incluindo o repelente de insetos dietiltoluamida (DEET) – ou assim se pensa. Pesquisadores do instituto de pesquisa aquática Eawag descobriram agora que o DEET é degradado melhor quando a proporção de águas residuais tratadas na água é alta. Eles atribuem isso a enzimas específicas que ocorrem principalmente onde as estações de tratamento de águas residuais devolvem a água ao ambiente aquático. No entanto, as enzimas envolvidas não são fáceis de prever.
Quando as águas residuais são canalizadas de volta para o rio a partir da estação de tratamento de esgoto, o trabalho de limpeza está longe de terminar. Microrganismos na água decompõem quaisquer substâncias estranhas e contaminantes restantes na água. Um dos biocidas que é considerado biodegradável é a dietiltoluamida (DEET). Ela é encontrada em repelentes de mosquitos e é um dos produtos químicos orgânicos mais frequentemente medidos em águas superficiais – inclusive na Suíça. No entanto, pouco se sabe sobre as condições sob as quais o DEET é degradado. O fato de que ele pode ser detectado em quase todos os corpos d’água na Suíça por longos períodos de tempo também indica que ele não é tão biodegradável quanto se supõe (veja o infobox ‘DEET’).
Alto teor de águas residuais = melhor degradação
Como acompanhamento do projeto EcoImpact 2, pesquisadores dos departamentos de Microbiologia Ambiental e Química Ambiental da Eawag, liderados por Serina Robinson e Kathrin Fenner, descobriram agora que biofilmes em águas com uma proporção maior de águas residuais de estações de tratamento de esgoto são mais capazes de degradar DEET (Desiante et al. 2022). Em vez de ficar satisfeita com esse resultado, a equipe liderada pela microbiologista da Eawag Serina Robinson e o primeiro autor do estudo, Yaochun Yu, foi ao fundo da questão. Eles queriam encontrar as enzimas responsáveis pela degradação do DEET. Para esse fim, os pesquisadores sequenciaram o DNA ambiental das águas residuais na instalação de teste da Eawag e encontraram milhares de enzimas que são particularmente ativas em processos de biotransformação. No entanto, a correlação “alta proporção de águas residuais = mais enzimas de degradação = melhor degradação do DEET” não nos diz quais das muitas enzimas estão fazendo o trabalho.
Os verdadeiros degradadores ainda não foram encontrados
Os pesquisadores produziram 65 das milhares de enzimas descobertas nas amostras no próprio laboratório para analisá-las individualmente e, assim, descobrir se elas são capazes de transformar o DEET. Como enzima de controle, eles usaram uma enzima que havia sido confirmada em estudos anteriores como sendo capaz de decompor o biocida. Os pesquisadores presumiram que enzimas semelhantes também poderiam degradar o DEET. “Para nossa surpresa, no entanto, esse não foi o caso. As enzimas descobertas nas amostras estavam ativas na execução de outras funções, mas não foram capazes de transformar o DEET”, diz Robinson. A percepção de que mesmo enzimas semelhantes cumprem funções diferentes é emocionante para os pesquisadores. “Isso mostra que testar hipóteses com experimentos pode ser crucial”, diz Robinson.
Apesar da colaboração entre os dois departamentos de Microbiologia Ambiental e Química Ambiental da Eawag, os processos bioquímicos em nossas águas ainda não são totalmente compreendidos, como é o caso do DEET. Ao analisar e sequenciar biofilmes em maiores detalhes, pode ser possível no futuro prever quais substâncias são degradadas na água e em que extensão, com base na composição e natureza dos microrganismos. Os pesquisadores realizaram este projeto exclusivamente em laboratório. Uma colaboração de acompanhamento entre Robinson e Fenner está agora investigando águas com influxos de estações de tratamento de esgoto diretamente no campo. Faz parte de um projeto da Swiss National Science Foundation (SNSF) e da German Research Foundation (DFG) liderado pela pesquisadora da Eawag Kathrin Fenner e Michael Zimmermann do European Molecular Biology Laboratory (EMBL).
A equipe de Robinson também está estendendo o sequenciamento e a análise para outros poluentes, como produtos químicos fluorados. O objetivo é criar o banco de dados mais abrangente possível sobre microrganismos e seu papel no meio ambiente. “Quando os formuladores de políticas elaboram diretrizes para biocidas, vale a pena saber o que os organismos no meio ambiente fazem com eles – ou são capazes de fazer”, diz Robinson. Isso pode dar suporte a políticos, agências especializadas e organizações ambientais na tomada de medidas sustentáveis para combater poluentes em corpos d’água.
Caixa de informações DEET
O biocida dietiltoluamida (DEET) é usado mundialmente em repelentes de mosquitos e acaba no meio ambiente. É um dos produtos químicos orgânicos mais frequentemente medidos em águas superficiais e pode ser detectado durante todo o ano. Até agora, pouco se sabe sobre os riscos para os humanos e o meio ambiente. Um estudo com o pesquisador da Eawag Heinz Singer resumiu a ocorrência, o destino e a dinâmica de emissão do DEET na Suíça. Conclusões de Singer: Não pode ser apenas o repelente de mosquitos usado predominantemente na estação quente que é responsável pela alta concentração no meio ambiente, e a taxa de degradação do DEET no meio ambiente provavelmente não é tão alta quanto o esperado pela literatura.
Yu, Y.; Trottmann, NF; Schärer, MR; Fenner, K.; Robinson, SL (2024) Promiscuidade de substrato de hidrolases transformadoras de xenobióticos de biofilmes de riachos impactados por águas residuais tratadas, Pesquisa sobre a água256, 121593 (9 pp.), doi: 10.1016/j.watres.2024.121593 , Repositório Institucional
Cornélia Zogg
