Nanotecnologia e bioengenharia: inovação na preservação do ecossistema marinho
A biodiversidade marinha tem enfrentado ameaças sem precedentes oriundas, dentre outras coisas, de alterações climáticas, branqueamento de corais e poluição, os quais são resultados de atividades humanas de exploração intensiva. Nesse sentido, a necessidade de estratégias e soluções que visem a preservação do ecossistema marinho tem se tornado cada vez mais urgente.
Nesse contexto, a nanotecnologia, em conjunto com a bioengenharia, tem se mostrado como uma abordagem promissora e transformadora no que diz respeito à conservação marinha, oferecendo recursos singulares de monitoramento ambiental, remediação de poluentes e restauração no ecossistema de corais.
Os autores do artigo apontam aplicações práticas que vão desde nanossensores capazes de mapear pH, oxigênio e eDNA (environmental DNA) em microescala até estruturas 3D bioimpressas que imitam tecidos de corais com propriedades óticas e mecânicas que favorecem a sobrevivência de algas simbiontes. Essas abordagens permitem observar processos fisiológicos mais de perto e detectar riscos antes que prejuízos ainda maiores aconteçam, abrindo caminhos para intervenções mais precisas.
Na prática, nanopartículas (NPs) e nanocarreadores aparecem como soluções promissoras para mitigar o branqueamento de corais. NPs com atividade antioxidante reduziram significativamente o estresse oxidativo em microalgas sob calor experimental, sugerindo que a carga de ROS (Espécies Reativas de Oxigênio), protagonistas no processo de branqueamento, pode ser controlada por meio de entregas locais de antioxidantes.
Além disso, nanossensores são capazes de detectar analitos que servem como biomarcadores para a saúde dos organismos e transmitir sinais em tempo real. Eles podem caracterizar o status fisiológico de células vivas, reportando variações em diversos parâmetros.
Como exemplo, sensores baseados em nanotubos de carbono com funcionalização de superfície biocompatível – alterações na superfície para reduzir reações indesejadas em sistemas biológicos – foram desenvolvidos para entrar em células vivas e relatar a concentração de lipídios (Figura 1). A leitura é feita a partir da emissão de fluorescência no infravermelho próximo (NIR), que sofre um desvio de comprimento de onda dependente de concentração de lipídios ao se ligar ao nanotubo.
Além disso, a variação de outros parâmetros como pH, concentração de proteínas, ROS ou temperatura podem ser detectadas e mensuradas por meio de mudanças nas propriedades intrínsecas (físicas, ópticas ou eletrônicas) dos nanossensores.
Apesar dos limites práticos e éticos, como o risco toxicológico de NPs e o desafio de escalabilidade dessas soluções, ganhos pontuais de custo relacionados com tecnologias de impressão e fabricação podem tornar essas e outras abordagens mais economicamente viáveis, desde que implementadas primeiro em centros-teste e acompanhadas de avaliações robustas de risco.
Essas e outras soluções não substituem a urgente necessidade de reduzir os impactos à biodiversidade marinha ou de proteger esse habitat, mas complementam intervenções sustentáveis que, juntas, aumentam as chances de conservar ecossistemas essenciais.
Para saber de mais detalhes, acesse o artigo na íntegra: ROGER, Liza M. et al. Nanobiotech engineering for future coral reefs. One Earth, v. 6, n. 7, p. 778-789, jul. 2023.
