Antidepressivos e outros medicamentos psicoativos são projetados para afetar o cérebro humano. Mas, após entrarem no sistema hídrico por meio de excrementos ou medicamentos não utilizados descartados no ralo, traços desses compostos podem chegar ao meio ambiente em biossólidos — o material rico em nutrientes que sobra após o tratamento de esgoto e é usado como fertilizante. Uma nova pesquisa sugere uma estratégia de mitigação inesperada: o uso de fungos decompositores de madeira que conseguem decompor esses produtos químicos antes que cheguem ao solo, às plantações e às pessoas.

Os métodos convencionais de tratamento de águas residuais são eficazes na eliminação de patógenos e na redução de metais, mas são muito menos eficazes na neutralização de compostos orgânicos complexos. Essa limitação motivou a equipe de pesquisa a explorar novas abordagens sustentáveis e de baixo custo para reduzir a contaminação por produtos farmacêuticos antes da aplicação de biossólidos em terras agrícolas.

Pesquisadores do Departamento de Saúde Ambiental e Engenharia da Universidade Johns Hopkins , que abrange a Escola Bloomberg de Saúde Pública e a Escola de Engenharia Whiting , demonstraram que duas espécies de fungos de "podridão branca" — o cogumelo ostra e o cogumelo cauda-de-peru — podem degradar uma ampla gama de fármacos psicoativos comumente encontrados em biossólidos. O estudo demonstra que esses fungos podem decompor muitos compostos farmacêuticos persistentes antes que os biossólidos sejam aplicados em terras agrícolas, reduzindo potencialmente os riscos ambientais e de saúde pública.

Os resultados foram publicados na ACS Environmental Australia .

Os biossólidos são amplamente utilizados nos Estados Unidos como fertilizantes e condicionadores de solo, pois são ricos em nitrogênio, fósforo e matéria orgânica.

Embora alguns estudos tenham demonstrado que os produtos farmacêuticos podem ser absorvidos por plantas cultivadas em solos adubados com biossólidos ou irrigadas com águas residuais, não há evidências conclusivas de que esses produtos químicos cheguem às pessoas que consomem essas culturas.

"Mesmo pequenas concentrações desses compostos podem ter efeitos psicológicos quando ingeridos, e é por isso que se tornaram contaminantes preocupantes", afirma Kate Burgener, doutoranda e autora principal do estudo. "Muitos deles também são difíceis de decompor e podem persistir no meio ambiente, onde podem ter efeitos tóxicos sobre a vida aquática."

Os pesquisadores se concentraram em fungos de podridão branca, um grupo de fungos conhecidos por sua capacidade de decompor a lignina — o polímero resistente que confere rigidez à madeira. Ao contrário de muitas bactérias, os fungos de podridão branca liberam enzimas poderosas diretamente no ambiente ao seu redor. Essas enzimas são "inespecíficas", o que significa que podem agir sobre uma ampla gama de moléculas complexas, em vez de se concentrarem em um único composto.

É a sua flexibilidade enzimática que torna os fungos de podridão branca tão adequados para decompor produtos farmacêuticos, que estão fortemente ligados à matéria orgânica nos biossólidos.

As duas espécies — Pleurotus ostreatus (cogumelo ostra) e Trametes versicolor (cogumelo cauda-de-peru) — estão entre as espécies de cogumelos mais estudadas e amplamente disponíveis. Biossólidos de uma estação de tratamento de esgoto municipal foram contaminados com nove drogas psicoativas, incluindo antidepressivos de uso comum, como citalopram e trazodona. Os fungos foram então cultivados diretamente sobre os biossólidos por até 60 dias.

Para melhor compreender como as condições de crescimento dos fungos influenciavam a degradação, os pesquisadores realizaram experimentos paralelos em meio líquido sem biossólidos. Utilizando espectrometria de massa de alta resolução, eles mediram as concentrações dos fármacos ao longo do tempo e identificaram os subprodutos químicos formados à medida que os fungos degradavam os compostos. Alguns compostos degradaram-se mais nos experimentos com biossólidos do que na cultura líquida.

"Embora seja promissor quando uma cultura fúngica líquida degrada um composto, isso não significa necessariamente que o mesmo acontecerá quando os fungos forem cultivados em um ambiente poluído", diz Burgener. "Então, decidimos testar um meio relevante — neste caso, biossólidos — que é contaminado com substâncias psicoativas, juntamente com os fungos, para ver se eles decompõem esses contaminantes antes que se espalhem pelo ambiente."

Ambas as espécies de fungos demonstraram alta eficácia. Cada uma degradou oito dos nove fármacos testados, com taxas de remoção variando de aproximadamente 50% à eliminação quase completa após dois meses. Pleurotus ostreatus foi particularmente eficaz, removendo mais de 90% de diversos antidepressivos.

Análises químicas mostraram que os fungos não estavam simplesmente aprisionando os medicamentos, mas sim transformando-os quimicamente. Os pesquisadores identificaram mais de 40 produtos formados à medida que as moléculas farmacêuticas eram quebradas. Muitas dessas reações — como a clivagem em moléculas menores ou a adição de oxigênio — são características de enzimas de fungos de podridão branca.

Utilizando o módulo de avaliação de riscos de quimioinformática da EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), os pesquisadores previram que a maioria dos produtos de transformação seria menos tóxica do que os medicamentos originais, sugerindo que o tratamento fúngico pode reduzir o risco geral em vez de substituir um contaminante por outro.

Os resultados destacam a "micoaumentação" — o uso intencional de fungos — como uma estratégia promissora para o tratamento de biossólidos antes da aplicação no solo. Como os fungos de podridão branca são amplamente distribuídos na natureza e podem crescer em materiais sólidos, eles poderiam ser integrados às práticas de gestão de biossólidos existentes, com requisitos relativamente baixos de energia e infraestrutura.

"Os fungos representam uma estratégia promissora de bioaumentação em uma matriz do mundo real, não apenas em cultura líquida baseada em laboratório", diz Burgener.

Em termos pessoais, Burgener prefere seus cogumelos no laboratório em vez de em seu prato.

"Não as acho particularmente apetitosas", diz ela. "São boas para a saúde, então às vezes, se estiverem cobertas de manteiga, eu as como."

O estudo teve como coautores Carsten Prasse , professor associado do Departamento de Saúde e Engenharia Ambiental. Foi financiado por uma bolsa do programa National Priorities da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (R840247) e pela Universidade Johns Hopkins.