Pesquisadores descobrem bactérias para substituir fertilizantes químicos e reduzir impacto ambiental

Reprodução de André Julião  |  Agência FAPESP

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Pesquisadores do Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), estudam bactérias que promovem o crescimento das plantas. Como foram isolados do solo, esses organismos têm potencial para serem usados como fertilizantes sem causar a poluição das águas e alterações prejudiciais ao próprio solo, como pode ocorrer com fertilizantes químicos.

O estudo coordenado por Juliana Velasco, pesquisadora do LNBR-CNPEM, foi apresentado durante o Workshop Biopharma and Metabolomics, no dia 26 de junho na FAPESP. O projeto é um dos que são financiados no âmbito de um acordo de cooperação entre a FAPESP e a Agilent Technologies.
Depois de isolar bactérias do solo, a equipe de Velasco começou a identificar os chamados compostos orgânicos voláteis (COVs), produtos decorrentes do metabolismo das bactérias que promovem o crescimento de plantas. “O objetivo agora é investigar e entender como o metabolismo da planta se altera por conta dessas moléculas sinalizadoras”, disse Velasco à Agência FAPESP.

Na primeira fase do trabalho, foram usadas duas espécies de plantas modelos, a Arabidopsis thaliana e a Setaria viridis. Os pesquisadores selecionaram cepas bacterianas que mais contribuíram para o crescimento dessas plantas e agora as testam em arroz, ainda em laboratório.
“A princípio, a substituição total de fertilizantes químicos é impossível. Mas com certeza podemos diminuir consideravelmente o uso deles quando utilizamos produtos biológicos”, disse Velasco.

Testes em laboratório com diferentes cepas de bactérias mostraram como os produtos do metabolismo desses microrganismos contribuem para o crescimento de plantas (fotos: Juliana Velasco)

A meta é desenvolver um bioproduto que possa ser aplicado no solo em forma sólida (como pó) ou líquida, a princípio em culturas como cana-de-açúcar, milho e arroz. Tecnologias semelhantes já são usadas para a fixação de nitrogênio.
Velasco explicou que em boa parte da lavoura de soja brasileira, produtos bacterianos são usados como substitutos aos adubos nitrogenados. O uso em excesso desses fertilizantes é conhecido por causar contaminação do solo e dos ecossistemas aquáticos, além de aumentar a emissão de óxido nitroso, que agrava o efeito estufa.

Acordo de cooperação

A FAPESP e a Agilent Technologies já lançaram três chamadas de propostas conjuntas, com seleção e apoio a seis projetos de pesquisa.

“Essa parceria tem trazido oportunidades muito interessantes para pesquisadores associados a universidades e institutos de pesquisa no Estado de São Paulo”, disse Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP, durante a abertura do evento.

Jim Hollenhorst, diretor sênior de tecnologia da Agilent, contou que cerca de 8% do faturamento da empresa é investido anualmente em pesquisa e desenvolvimento. A maioria é realizada no que a empresa chama de P&D orgânicos, ou seja, dentro da própria companhia.

“Mas uma parte dos nossos laboratórios de pesquisa é focada em inovação de longo prazo, que tem risco maior mas potencial muito alto de retorno. Não achamos que todas as boas ideias estejam na nossa empresa e essa é a principal razão pela qual estamos atuando em parcerias como essa, aqui e ao redor do mundo”, disse Hollenhorst, que afirmou ainda que o Brasil tem bastante potencial para novas parcerias com a empresa.

Insuficiência cardíaca

Outro projeto apoiado por FAPESP e Agilent foi apresentado por Gabriela Venturini, que realiza estágio de pós-doutorado, com bolsa da FAPESP no Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FM-USP). O projeto estuda produtos do metabolismo. No caso, são os metabólitos produzidos pelo organismo humano durante a insuficiência cardíaca.

O estudo, coordenado por Alexandre da Costa Pereira, professor da FM-USP, é outro financiado pela parceria da FAPESP com a Agilent e busca entender os processos que levam à insuficiência cardíaca.

“Sabemos que existem várias causas, principalmente genéticas, das doenças cardiovasculares, mas não conseguimos entender qual a relação das alterações genéticas com o desenvolvimento da doença em si”, disse Venturini.

Por isso, a pesquisa cruza dados sobre os metabólitos com outros sobre proteínas, RNA e outros parâmetros colhidos tanto em soro do sangue de voluntários como em modelos celulares. O objetivo é entender melhor como se estabelece a insuficiência cardíaca, último estágio de várias doenças cardiovasculares, como hipertensão arterial, doença de Chagas e infarto do miocárdio.

“Os metabólitos refletem a alteração genética, mas também a alteração ambiental: o que o paciente come, o ar que ele respira, os medicamentos que ele consome. Apesar dos avanços nos estudos realizados até hoje, focados em genes ou proteínas, ainda não conseguimos explicar exatamente como cada processo leva à insuficiência cardíaca”, disse.

Segundo Venturini, entender cada problema na sua individualidade pode levar a tratamentos mais eficazes e mesmo à prevenção.
“Hoje em dia procuramos prevenir a insuficiência cardíaca prevenindo as doenças que ocorrem antes do desenvolvimento dela, como infarto ou hipertensão. Porém, uma vez que o indivíduo desenvolve insuficiência, não há muito o que fazer. Apesar de tantos estudos, o número de casos só tem aumentado. Então estamos falhando bastante em tratá-la”, disse.