As bactérias podem comer seu lixo plástico?

Neste exato momento, quase tudo ao nosso redor está sendo comido. Invisíveis a olho nu, organismos chamados micróbios enxameiam todas as superfícies. Hordas de bactérias, arqueias e fungos evoluíram para produzir enzimas poderosas que decompõem o material orgânico resistente em nutrientes digeríveis. Mas há um tipo de material particularmente difundido que quase nenhum micróbio pode biodegradar: o plástico.

Para fazer a maioria dos plásticos, moléculas de petróleo, gás e carvão são refinadas e transformadas em longas cadeias repetidas chamadas polímeros. Esse processo geralmente requer temperaturas acima de 100˚C, pressão incrivelmente alta e várias modificações químicas.

Os polímeros artificiais resultantes são bem diferentes dos polímeros encontrados na natureza. E como eles só existem desde a década de 1950, a maioria dos micróbios não teve tempo de desenvolver enzimas para digeri-los.

Para tornar as coisas ainda mais difíceis, quebrar as ligações químicas da maioria dos plásticos requer altas temperaturas comparáveis aos usados para criá-los, e esse calor é mortal para a maioria dos micróbios.

Isso significa que a maioria dos plásticos nunca se degrada biologicamente, eles apenas se transformam em incontáveis pedaços minúsculos e indigestos. E peças dos plásticos mais comuns, como polietileno, polipropileno e poliéster-tereftalato, vêm se acumulando há décadas.

A cada ano a humanidade produz cerca de 400 milhões de toneladas a mais de plástico, 80% dos quais são descartados como lixo. Desse lixo plástico, apenas 10% é reciclado. 60% são incinerados ou vão para os aterros sanitários e 30% vazam para o meio ambiente onde poluem os ecossistemas naturais por séculos.

Estima-se que 10 milhões de toneladas de resíduos plásticos acabem no oceano a cada ano, principalmente na forma de fragmentos de microplásticos que poluem a cadeia alimentar.

Felizmente, existem micróbios que podem dar uma mordida nesse problema crescente. Em 2016, uma equipe de pesquisadores japoneses que coletaram amostras de lodo em uma usina de reciclagem de garrafas plásticas descobriu a Ideonella sakaiensis.

Esta bactéria nunca antes identificada continha duas enzimas capazes de quebrar lentamente os polímeros PET a temperaturas relativamente baixas. Os pesquisadores isolaram os genes que codificam essas enzimas de digestão de plástico, permitindo que outros bioengenheiros combinassem e melhorassem o par, criando superenzimas que poderiam quebrar o PET até 6 vezes mais rápido.

Mesmo com esse aumento, essas enzimas cultivadas em laboratório ainda demoravam semanas para degradar uma fina película de PET e funcionavam melhor em temperaturas abaixo de 40°C. No entanto, outro grupo de cientistas no Japão estava pesquisando enzimas bacterianas adaptadas a ambientes de alta temperatura, como pilhas de compostagem. E dentro de uma pilha particularmente quente de folhas e galhos podres, eles encontraram sequências de genes para poderosas enzimas degradantes conhecidas como Cutinases de Composto de Ramos e Folhas.

Usando microorganismos de crescimento rápido, outros pesquisadores conseguiram engenharia genética de grandes quantidades dessas enzimas. Eles então aprimoraram e selecionaram variantes especiais das Cutinases que pode degradar o plástico PET em ambientes que atingem 70˚C, uma alta temperatura que pode enfraquecer os polímeros PET e torná-los digeríveis.

Com a ajuda desses e de outros pequenos obstinados, o futuro da reciclagem de PET parece promissor. Mas o PET é apenas um tipo de plástico. Ainda precisamos de maneiras de degradar biologicamente todos os outros tipos, incluindo PEs e PPs abundantes que só começam a se decompor em temperaturas bem acima de 130°C.

Atualmente, os pesquisadores não conhecem nenhum micróbio ou enzima resistente o suficiente para tolerar tais temperaturas. Então, por enquanto, a principal maneira de lidar com esses plásticos é por meio de processos físicos e químicos que consomem muita energia.

Hoje, apenas uma pequena fração dos resíduos plásticos pode ser biologicamente degradada por micróbios. Os pesquisadores estão procurando plastívoros mais tolerantes ao calor nos ambientes mais hostis do planeta e projetando melhores enzimas plastívoras em laboratório.

Mas não podemos contar apenas com esses pequenos ajudantes para limpar nossa enorme bagunça. Precisamos repensar completamente nossa relação com o plástico, aproveitar melhor os plásticos existentes e parar de produzir mais do mesmo.

E precisamos urgentemente projetar tipos de polímeros mais ecologicamente corretos que nossa crescente comitiva de plastívoros possa degradar mais facilmente.