Usando bactérias marinhas para desintoxicar o amianto

Tecnologia científica

Os materiais de amianto, um grupo de minerais naturais que já foram amplamente utilizados em diversas indústrias devido à sua resistência e resistência ao calor, são notórios por serem um perigo para a saúde. Embora a sua utilização tenha diminuído substancialmente, os minerais não são proibidos nos Estados Unidos e as pessoas ainda podem ficar expostas quando edifícios que contêm amianto são perturbados durante renovações ou demolições.

O perigo ocorreu perto de casa, quando várias escolas no distrito escolar da Filadélfia foram fechadas após serem reprovadas nas inspeções de amianto. Penn prometeu uma contribuição de US$ 100 milhões para o Distrito Escolar – US$ 10 milhões anualmente durante 10 anos – para ser usado para remediar riscos ambientais, incluindo amianto e chumbo, em edifícios de escolas públicas. No entanto, são necessárias melhores opções de remediação para lidar com o amianto.

Agora, pesquisadores do Departamento de Ciências Terrestres e Ambientais da Penn mostram que bactérias de ambientes marinhos extremos têm o potencial de desintoxicar o amianto. O seu estudo, publicado na revista Applied and Environmental Microbiology, sugere que os micróbios marinhos podem ser melhores candidatos para a biorremediação do amianto do que fungos e bactérias do solo previamente testados.

“Queríamos expandir a pesquisa de biorremediação do amianto, explorando maneiras de reduzir a toxicidade desses minerais para um descarte mais seguro ou reutilização como matéria-prima secundária”, diz a autora sênior Ileana Pérez-Rodríguez, professora assistente de ciências da terra e ambientais especializada no estudo de extremofilias. micróbios do fundo do mar.

Para isso, Pérez-Rodríguez se uniu a Reto Gieré, que tem uma longa história na caracterização de minerais de amianto. Eles pensaram que estes micróbios extremofílicos poderiam ser bons candidatos para a biorremediação do amianto porque utilizam compostos inorgânicos e interagem com uma variedade de minerais nos seus ambientes naturais.

A equipe se concentrou em duas espécies de bactérias, Deferrisoma palaeochoriense e Thermovibrio ammonificans, para atingir dois aspectos dos minerais de amianto que os tornam perigosos quando inalados: seu teor de ferro, que é em grande parte responsável pelos efeitos cancerígenos do material, e sua estrutura fibrosa, que causa inflamação. .

Para testar a capacidade dos micróbios de desintoxicar o amianto, os investigadores incubaram-nos durante sete dias a 60 °C ou 75 °C – as temperaturas preferidas dos micróbios – em pequenas garrafas cheias de líquido que também continham minerais de amianto. Durante esse período, os pesquisadores coletaram amostras do meio líquido para rastrear o crescimento celular e as mudanças na composição química, e usaram a microscopia eletrônica para procurar mudanças na estrutura mineral. Eles descobriram que D. palaeochoriense, que usa ferro como parte de seu metabolismo, poderia efetivamente remover parte do ferro do amianto enquanto o utiliza para crescer. No entanto, esta remoção de ferro não alterou a estrutura fibrosa global do mineral, o que é parcialmente responsável pela sua toxicidade.

“Este é um processo gradual de retirar um mineral altamente perigoso e torná-lo menos perigoso”, diz Pérez-Rodríguez. “Você pode tornar o mineral menos tóxico eliminando a reatividade química que acompanha o ferro, mas ainda terá aquela estrutura fibrosa, então a próxima pergunta é: 'Como quebramos a forma?'”

Os minerais de amianto são compostos por uma estrutura de silicato, e estudos anteriores demonstraram que a remoção de iões de silício e magnésio desta estrutura pode perturbar a sua estrutura fibrosa. Foi aí que entrou a segunda bactéria, T. ammonificans.

“Podemos ver através da microscopia que esses micróbios incorporam silício em seus biofilmes”, diz Pérez-Rodríguez. “Normalmente, quando pensamos em biofilmes, pensamos numa espécie de gosma viscosa, mas neste caso os biofilmes são bastante rígidos; eles estão basicamente criando casinhas feitas de pedras.”

Os pesquisadores descobriram que o T. ammonificans poderia acumular silício a partir do amianto “serpentina”, que possui fibras encaracoladas, mas não do amianto “anfibólio”, que possui fibras retas em forma de agulha. “Isso realmente destaca a dificuldade de abordar os tratamentos com amianto como uma solução única para todos, dadas as composições químicas e estruturas cristalinas únicas associadas a cada mineral de amianto”, diz Pérez-Rodríguez.