Cogumelos em vez de químicos: como pleurotus limpam águas residuais de medicamentos

Os antidepressivos e outros psicofármacos não desaparecem só porque foram engolidos ou deitados pela sanita abaixo. Uma parte acaba por reaparecer como resíduos nas lamas de depuração, que, depois de tratadas, são aplicadas em campos agrícolas como fertilizante. Um grupo de investigação da Universidade Johns Hopkins mostra agora que certos fungos conseguem degradar grande parte destes fármacos diretamente na própria lama de depuração - ou seja, em condições reais.

Fungos de podridão branca: a “equipa de limpeza” química na ETAR

As estações de tratamento de águas residuais (ETAR) conseguem remover muitos contaminantes problemáticos: agentes patogénicos, uma grande fatia de metais pesados e parte dos nutrientes. Já com as moléculas altamente complexas dos medicamentos modernos, o processo é muito menos eficaz. Antidepressivos, ansiolíticos e hipnóticos foram concebidos para permanecerem estáveis no organismo durante bastante tempo - e, na ETAR, tendem a comportar-se com a mesma resistência.

O subproduto da depuração - a lama de depuração, rica em nutrientes - é posteriormente submetido a tratamento e transformado em produtos derivados de lamas, usados como fertilizante ou corretivo de solo na agricultura. É precisamente aí que voltam a surgir os vestígios de medicamentos: ligados à matéria orgânica, mas muitas vezes ainda quimicamente ativos.

“Fungos de podridão branca como o cogumelo-ostra e a trameta-versicolor não degradam apenas madeira, mas também moléculas de medicamentos muito estáveis.”

A equipa de saúde ambiental e engenharia, em Baltimore, apostou numa via pouco habitual: os chamados fungos de podridão branca, conhecidos no dia a dia como cogumelos comestíveis e medicinais. Duas espécies foram o foco principal:

• Pleurotus ostreatus - o conhecido cogumelo-ostra
• Trametes versicolor - também chamada trameta-versicolor (por vezes referida como “cauda-de-peru”)

Ambos são reconhecidos pela capacidade de degradar lignina - o componente duro que dá rigidez à madeira. Para isso, libertam enzimas que não atuam apenas sobre um único tipo de molécula, mas sobre muitas. É precisamente esta ação “pouco específica” que os torna interessantes para desmontar resíduos de fármacos.

Nove psicofármacos postos à prova nas lamas de depuração

Para o ensaio, os investigadores misturaram lama de depuração real, proveniente de uma instalação municipal, com nove substâncias ativas típicas do grupo dos psicofármacos. Entre elas estavam antidepressivos comuns como o citalopram e a trazodona, além de outras substâncias psicoativas que surgem frequentemente nas águas residuais.

Depois, deixaram os fungos crescer diretamente sobre este material durante um período de até 60 dias. Em paralelo, realizaram experiências de comparação em soluções nutritivas líquidas sem lama, para avaliar até que ponto as “condições de laboratório no frasco” diferem do que acontece na realidade das lamas.

Com espectrometria de massa de alta resolução, a equipa acompanhou a evolução das concentrações dos medicamentos ao longo do tempo e identificou os novos produtos de degradação que iam surgindo.

Redução marcada das substâncias ativas

O resultado foi especialmente nítido: as duas espécies de fungos degradaram de forma evidente oito dos nove fármacos testados. A redução variou entre cerca de 50% e o desaparecimento quase total de determinadas substâncias após dois meses. O cogumelo-ostra destacou-se, removendo mais de 90% da quantidade inicial em vários antidepressivos.

“Os fungos não se limitam a ‘reter’ os medicamentos - eles desmantelam-nos quimicamente em componentes mais pequenos, na maioria das vezes menos tóxicos.”

As análises mostram que não se tratou apenas de adsorção à matéria orgânica. As enzimas fúngicas alteraram quimicamente as moléculas. Foram detetados mais de 40 produtos de degradação diferentes. Foram frequentes reações como a fragmentação das moléculas em partes menores e a incorporação de átomos de oxigénio - duas assinaturas típicas das enzimas associadas aos fungos de podridão branca.

Porque é tão importante testar em lamas reais (e não apenas em meios “limpos”)

Muitos estudos sobre remoção de fármacos no ambiente recorrem a meios laboratoriais idealizados, muitas vezes líquidos transparentes sem lama, solo ou outros fatores de interferência. Este trabalho evidencia como esses dados podem ser enganadores.

Alguns dos compostos analisados comportaram-se de forma claramente diferente no meio líquido face à lama de depuração real: em certos casos, a degradação na lama foi superior; noutros, inferior. Ou seja, a mistura complexa de matéria orgânica, microrganismos e nutrientes altera de forma significativa aquilo que os fungos conseguem (ou não) fazer.

Foi por isso que a equipa optou deliberadamente por trabalhar com um material “do terreno”: as lamas tratadas acabam efetivamente por ser aplicadas em campos agrícolas, onde os resíduos de medicamentos entram em contacto com o solo, as plantas e a água da chuva.

Menor risco para pessoas e ecossistemas

Há aqui um ponto decisivo: se os medicamentos fossem apenas transformados em substâncias igualmente problemáticas, o problema ficaria apenas “disfarçado”. Para evitar essa armadilha, os investigadores usaram um módulo de avaliação da agência ambiental dos EUA para estimar a toxicidade dos produtos de degradação.

Segundo essa análise, a maioria destes novos compostos apresenta menor toxicidade do que os medicamentos originais. Isto sustenta a ideia de que a degradação por fungos pode reduzir o risco global - em vez de apenas mudar o nome químico do contaminante.

“Mesmo vestígios muito baixos de psicofármacos podem ser biologicamente ativos - por isso, há muito que são considerados ‘micropoluentes preocupantes’ no ciclo da água.”

“Micorremediação por reforço” (Mycoaugmentation) como nova etapa no tratamento de lamas

Na literatura técnica, esta abordagem é conhecida como Mycoaugmentation - a introdução deliberada de fungos para descontaminar materiais. A vantagem é clara: os fungos de podridão branca já existem na natureza, crescem em madeira, palha, casca e outros suportes sólidos e exigem relativamente pouca energia.

Isto abre várias possibilidades para operadores de ETAR:

• Reatores com fungos, onde as lamas são colonizadas por micélio antes da aplicação no solo
• Pavilhões de tratamento, nos quais as lamas são misturadas, arejadas como num processo de compostagem e inoculadas com fungos
• Integração com compostagem existente, permitindo tratar simultaneamente resíduos orgânicos e promover a degradação de medicamentos

Embora estes fungos precisem de tempo para colonizar o material, as experiências indicam que, em apenas dois meses, já se observam efeitos substanciais nas concentrações de fármacos.

Que perguntas continuam em aberto

Antes de bioreatores com fungos serem acoplados em larga escala às ETAR, há questões que precisam de resposta. Uma delas é perceber quão estável e robusto é o processo quando a qualidade das lamas varia muito. Além disso, equipas de engenharia terão de definir com precisão as condições ideais de temperatura, humidade e arejamento para um sistema técnico.

Há ainda outro ponto: nem todas as classes de medicamentos respondem da mesma forma. Serão necessários testes adicionais com analgésicos, antibióticos e hormonas, que também são detetáveis em lamas de depuração. Em especial, resíduos hormonais - como os associados a contracetivos ou a determinadas terapias oncológicas - há muito que levantam suspeitas de impacto nos ecossistemas.

Porque é que os resíduos de medicamentos no solo nos devem preocupar

Ainda não existe prova direta de que medicamentos provenientes de lamas de depuração regressem ao prato em quantidades relevantes através das plantas. Mesmo assim, acumulam-se indícios de que as plantas conseguem absorver certas substâncias ativas quando crescem em solos fertilizados com lamas ou quando são regadas com águas residuais tratadas.

Ao mesmo tempo, os organismos aquáticos reagem com grande sensibilidade aos psicofármacos. Vestígios na ordem de nanogramas podem alterar o comportamento de peixes ou interferir com a reprodução de organismos microscópicos. Também os microrganismos do solo, essenciais aos ciclos de nutrientes, podem ser perturbados por estas substâncias.

“As lamas de depuração são vistas como um recurso valioso - a tecnologia com fungos pode ajudar a tornar esse recurso mais limpo e mais aceitável.”

O que significa, na prática, “fungos de podridão branca”

Estes fungos recebem esse nome porque degradam a madeira de forma a deixar estruturas claras e fibrosas. Não se limitam a decompor a celulose: conseguem também atacar a lignina, que muitos outros microrganismos mal conseguem tocar. As mesmas enzimas que quebram esses polímeros da madeira podem igualmente “abrir” outras moléculas orgânicas complexas - desde corantes até pesticidas.

No quotidiano, estes fungos surgem como cogumelos alimentares ou medicinais: o cogumelo-ostra é comum em supermercados, enquanto a trameta-versicolor é comercializada na fitoterapia. No laboratório, porém, funcionam sobretudo como ferramentas bioquímicas, mais do que como alimento.

Perspetivas práticas para autarquias e agricultores

Para as autarquias, esta investigação acrescenta uma peça à discussão sobre economia circular de nutrientes. As lamas fornecem azoto, fósforo e matéria orgânica, mas transportam também micropoluentes indesejáveis. Uma etapa adicional com fungos pode ajudar a aumentar a aceitação do uso agrícola.

Os agricultores beneficiam de solos melhorados, mas procuram evitar o risco de associar produtos do mercado a resíduos difíceis de explicar. À medida que os fertilizantes minerais se tornam mais caros, as lamas ganham relevância como recurso - e soluções mais limpas para micropoluentes passam a ter maior peso.

A longo prazo, é plausível uma combinação de técnicas: carvão ativado, ozonização ou processos por membranas no tratamento da água, complementados por sistemas fúngicos aplicados às lamas. Precisamente por exigirem pouca energia, os fungos enquadram-se bem em estratégias que procuram controlar custos e reduzir a pegada climática.