Escrito por Sofia Perez 

Traduzido por Gustavo Shintate

Revisado por Thomás Banha

Fig.1 Algas marinhas são espécies de macroalgas encontradas na costa. Lyn Ong; Fotografia; Fonte: Pexels

https://www.pexels.com/photo/giant-stones-under-overgrown-seagrass-near-sea-5031549

“Às vezes subestimamos a influência das coisas pequenas”, disse Charles W. Chestnutt, autor afro-estadunidense, ensaísta, ativista político e advogado. Certamente ele foi um desses visionários que acreditava na magia das algas marinhas antes mesmo do primeiro fruto da nanotecnologia ter tomado forma no pomar das descobertas científicas. 

Chestnutt sabia que um dia as florestas de algas marinhas, tão pouco apreciadas, e os pequenos seres invisíveis do fitoplâncton, dotados de apenas uma célula para chamarem de sua, iriam encontrar seu lugar em nossos corações, laboratórios, fármacos e cosméticos. 

Do ponto de vista de uma criatura vivendo em uma escala de tamanho (bem) maior que a do fitoplâncton, é complicado compreender de fato quanta vida podemos achar em apenas um copo de água do mar. Mas se você precisa ver para crer, podemos usar como exemplo este pedaço escorregadio de alga verde oliva. Ela é uma alga, só que “macro” em vez de “micro”. 

Enquanto a palavra ‘alga’ pode trazer nojo ou ser associada a sujeira de praia, algas marinhas podem variar desde diatomáceas protegidas por sílica, que geram aproximadamente 20-50% do oxigênio produzido anualmente no planeta, a algas vermelhas Pyropia que são utilizadas para enrolar o Temaki e é chamado popularmente de nori.

Fig. 2. A alga vermelha Pyropia, conhecida popularmente por Nori, é uma parte importante da culinária japonesa. Emy; Fotografia; Fonte: Unsplash https://unsplash.com/photos/5Gte2_TlS_A

Embora a nanotecnologia não seja o que iniciou a história bem-sucedida das algas marinhas, é certamente uma conquista notável em seu vasto hall da fama. Claro, a nanotecnologia é outra das “pequenas coisas” que fazem toda a diferença. De fato, uma nanopartícula pode variar de tamanho entre 1-100 nanômetros de diâmetro, o que se aproxima a algo centenas de vezes menor que um grão de poeira. Devido a elevada relação superfície / volume e o tamanho submicroscópico, nanopartículas vêm sendo aplicadas por toda parte, de filtros solares em cosméticos a fármacos de ação “inteligente”.   

Tradicionalmente (se você considerar como tal algo introduzido nos anos 80), nanopartículas vêm sendo sintetizadas por abordagens de cima para baixo (top-down), pegando um grande pedaço de material e fragmentando-o, ou de baixo para cima (bottom-up), pegando a molécula ou sal simples e realizando reações químicas para construir-las átomo-a-átomo. A maioria destes métodos é financeiramente custosa, demanda alto consumo de energia e produz subprodutos tóxicos. Porém, para uma indústria com tamanho potencial, é fundamental a descoberta e implementação de métodos de síntese melhores. No entanto, como todos aprendemos uma hora ou outra, o pomar da descoberta científica tende a entregar respostas na forma de mais e mais perguntas. Agora, vamos substituir “o que” e “por que”, por “como” e “quando”. O “como”: algas marinhas. O “quando”: agora.

Fig. 3 Algas trazem soluções para criação de alternativas mais baratas e ecológicas na síntese de nanopartículas. 2019 Fonte: Royal Society of Chemistry https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/RA/C8RA08982E#!divAbstract

Agora, considerando a grande influência que as algas já possuem em nossos modos de vida contemporâneos, e de fato, na existência da própria vida como conhecemos hoje, nos surpreende o fato delas terem se apoderado do mundo nanotecnológico? Mais uma vez, como dito pelo sábio Charles Chestnutt: “às vezes subestimamos a influência das coisas pequenas.”

Sargassum muticum, uma espécie de alga parda, conhecida no Japão como alga de corda, têm sido utilizadas na síntese de nanopartículas de ouro e prata, e diatomáceas como Navicula atomus e Diadesmis gallica têm sido utilizadas na síntese de nanopartículas de ouro e nanocompósitos de ouro e sílica. Para sintetizar nanopartículas de prata, o agente antimicrobiano mais utilizado contra bactérias, fungos e vírus, Lynbyga majuscule, Spirulina platensis e Chlorella vulgaris têm sido utilizados. 

O motivo para esse sucesso é a habilidade impressionante das algas de acumular e adicionar elétrons a metais iônicos na superfície celular utilizando biomoléculas. Estas moléculas aceleram a redução de sais metálicos em metais ou nanopartículas de óxidos metálicos, que podem ser utilizados na indústria. Este mecanismo ainda precisa ser compreendido totalmente por pesquisadores, mas tem oferecido alternativas mais baratas, atóxicas e ecológicas quando comparado com os métodos tradicionais. 

De fato, além do uso de algas marinhas, nanopartículas podem até ser feitas de resíduos alimentares, como cascas de manga (nanopartículas de ouro), uvas (nanopartículas de prata), cascas de laranja (nanopartículas de prata), e cascas de ovos de galinha (nanopartículas fluorescentes de ouro). Também se acredita que água residual do café, resíduos domésticos (como papelão, resíduos de plantas, madeira, entre outros), resíduos da agricultura, e resíduos biodegradáveis podem ser utilizados.

Na verdade, ainda há muitas descobertas a serem feitas no vasto e desconhecido universo das nanopartículas, tantas quantas as belezas das próprias algas. Entretanto, no caminho para descobrir alternativas mais economicamente sustentáveis à métodos tradicionais de síntese de nanopartículas, certamente veremos o caso de “pequenas coisas” nos surpreendendo ainda mais.  

Bibliografia:

Featured Photo: Bakir, E. M., N. S. Younis, M. E. Mohamed, N. A. El Semary. 2018. “Cyanobacteria as Nanogold Factories: Chemical and Anti-Myocardial Infarction Properties of Gold Nanoparticles Synthesized by Lyngbya majuscula”. Marine Drugs 16(6):217.

González-Ballesteros, N., M. C. Rodríguez-Argüelles, M. Lastra-Valdor, G. González-Mediero, S. Rey-Cao, M. Grimaldi, A. Cavazza, and F. Bigi. 2020. “Synthesis of Silver and Gold Nanoparticles by Sargassum Muticum Biomolecules and Evaluation of Their Antioxidant Activity and Antibacterial Properties.” Journal of Nanostructure in Chemistry 10 (4): 317–30. https://doi.org/10.1007/s40097-020-00352-y.

Kalia, Kiran, and Devang B. Kambholja. 2015. “Marine Alga – an Overview | ScienceDirect Topics.” http://Www.Sciencedirect.com. 2015. https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/marine-alga.

Lewis Oscar, Felix, Sasikumar Vismaya, Manivel Arunkumar, Nooruddin Thajuddin, Dharumadurai Dhanasekaran, and Chari Nithya. 2016. “Algal Nanoparticles: Synthesis and Biotechnological Potentials.” Algae – Organisms for Imminent Biotechnology, June. https://doi.org/10.5772/62909.

Shanab, Sanaa, Ashraf Essa, and Emad Shalaby. 2012. “Bioremoval Capacity of Three Heavy Metals by Some Microalgae Species (Egyptian Isolates).” Plant Signaling & Behavior 7 (3): 392–99. https://doi.org/10.4161/psb.19173.

Sharma, Deepali, Suvardhan Kanchi, and Krishna Bisetty. 2019. “Biogenic Synthesis of Nanoparticles: A Review.” Arabian Journal of Chemistry 12 (8): 3576–3600. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2015.11.002.

Wilde, Edward W., and John R. Benemann. 1993. “Bioremoval of Heavy Metals by the Use of Microalgae.” Biotechnology Advances 11 (4): 781–812. https://doi.org/10.1016/0734-9750(93)90003-6.