Prospection of marine filamentous fungi in the biodegradation of microplastic

O constante acúmulo de microplásticos, principalmente no meio ambiente, oferece potenciais danos aos ecossistemas e à saúde pública. Com a necessidade de investigar alternativas menos agressivas ao meio ambiente e de baixo custo, a utilização de microrganismos como biorremediadores se apresenta como promissora. Dentre os microrganismos mais referenciados, os fungos filamentosos são os que possuem maior destaque quanto a capacidade de biorremediar microplásticos, visto que, são descritos como organismos que exercem papel crucial de mineralização de diversos poluentes. Entretanto, até a presente data, poucos estudos foram desenvolvidos para selecionar linhagens fúngicas capazes de biodegradar este composto antropogênico, assim como, tentar compreender o mecanismo de ação destes microrganismos. Diante do exposto, neste estudo foram avaliados os fungos filamentosos MQ1A, MQ1B, MQ1C, MQ2A, AQ2A e AQ3A, oriundos de sedimentos de Manguezal e Apicum, quanto a capacidade de biodegradar microplásticos de polietileno. Os microplásticos de polietileno submetidos a biodegradação fúngica foram obtidos comercialmente e caracterizados, em processo anterior aos ensaios de biodegradação, quanto a seu tamanho e morfologia por meio de peneiramento em vibrador mecânico e observação em estereoscópio, respectivamente. Todas as linhagens foram identificadas a nível gênero por análise macroscópica e microscópica, sendo que as linhagens fúngicas consideradas como promissoras quanto a capacidade de biodegradar microplásticos de polietileno foram encaminhadas para identificação molecular. Os ensaios ocorreram em modo batelada utilizando frascos Erlenmeyer de 250 mL preenchidos com 50 mL de meio de crescimento mínimo, 5 discos de 5 mm de diâmetro do isolado fúngico, previamente crescido em ágar batata dextrose, e 0,05 g de microplásticos de polietileno. Os ensaios ocorreram a 30 °C, sob agitação de 150 rpm por um período de 28 dias. A cada 7 dias foram avaliados os parâmetros relacionados ao crescimento celular e microplásticos residuais. A linhagem mais promissora foi também avaliada quanto às alterações no pH e atividade da enzima lacase. Os ensaios foram realizados em duplicata. As classes granulométricas dos microplásticos de polietileno avaliados variaram entre 500 e <63 µm, de modo que o tamanho de 250 µm foi o mais representativo. Três morfologias de microplásticos de polietileno foram detectadas: microfibra, microfragmento e microesfera, sendo esta última a de maior predominância. Após análise macroscópica e microscópica, as linhagens foram identificadas como pertencentes aos gêneros Aspergillus (MQ1C e AQ3A), Penicillium (MQ1A), Rhizopus (AQ2A) e Trichoderma (MQ1B e MQ2A). O fungo AQ3A apresentou uma taxa de redução de microplásticos de polietileno de 53,8% e formação de biomassa de 0,0865 g·mL-1 . A linhagem MQ1B apresentou perfil médio de 38% de redução de microplásticos de polietileno e formação de biomassa de 0,0505 g·mL-1 . Dentre as linhagens avaliadas, AQ3A apresentou os resultados mais promissores quanto a capacidade em biodegradar microplásticos de polietileno, sendo identificada por ITS como Aspergillus niger. Estudos complementares com A. niger destacaram a redução do pH durante o crescimento fúngico em contato com os microplásticos de polietileno. Em 28 dias, não foi identificada a presença de atividade da lacase no extrato extracelular, sugerindo a atividade de demais enzimas oxirredutases na biodegradação dos microplásticos de polietileno pela linhagem fúngica. Esses resultados indicam que isolados fúngicos podem contribuir ativamente para a biodegradação de microplástico em condições oligotróficas. No entanto, outras técnicas e parâmetros analíticos são necessários para comprovar a biodegradação efetiva, para que essas linhagens possam ser utilizadas em estudos futuros.