Meio ambiente

Ouro não é tão bioquimicamente estável quanto se pensava

Nanopartículas de ouro não são bioquimicamente estáveis como se pensava
O experimento foi feito usando um mesocosmo, uma estrutura artificial para imitar um ambiente natural, mas dotado de controles experimentais.[Imagem: Astrid Avellan et al. - 10.1038/s41565-018-0231-y]

Planta que "digere" ouro

A ainda pouco compreendida interação das nanopartículas com o ambiente é ainda mais complexa do que se pensava - mesmo o ouro nem sempre é o exemplo brilhante de um material biologicamente estável que se supõe ser.

Na forma de nanopartículas, o normalmente inerte metal nobre, tipicamente muito estável, é desmontado por um micróbio encontrado em uma planta aquática brasileira.

Astrid Avellan e seus colegas das universidades Duke, Carnegie Mellon e Kentucky, nos EUA, estavam realizando um experimento para investigar como as nanopartículas usadas como pesticidas comerciais afetam os ambientes das terras úmidas na presença de nutrientes adicionais.

Para isso, eles usaram o ouro como referencial, crentes de que as nanopartículas do metal nobre passariam incólumes pelo experimento. Mas não foi o que aconteceu.

Mesocosmo

Por nove meses, os pesquisadores lançaram doses baixas de nanopartículas de nitrogênio, fósforo e hidróxido de cobre em mesocosmos de zonas úmidas - mesocosmos são estruturas feitas pelo homem ao ar livre contendo diferentes plantas e microrganismos, com o objetivo de reproduzir um ambiente natural com controles experimentais.

O objetivo era ver para onde vão os pesticidas nanoparticulados e como eles afetam a vida animal e vegetal dentro do mesocosmo. Embora os habitats do mundo real frequentemente recebam doses de pesticidas e fertilizantes, a maioria dos estudos sobre os efeitos ambientais desses compostos considera apenas um único contaminante de cada vez.

Os pesquisadores também lançaram doses baixas de nanopartículas de ouro como referencial, assumindo que as nanopartículas biologicamente inertes permaneceriam estáveis durante a migração através do ecossistema. Isso ajudaria a interpretar os dados sobre as nanopartículas de pesticidas, que se dissolvem total ou parcialmente.

Mas os resultados mostraram que boa parte das nanopartículas de ouro foi oxidada e dissolvida.

"Fomos pegos completamente de surpresa. As nanopartículas que supostamente deveriam ser as mais estáveis acabaram sendo as menos estáveis de todas," disse o professor Mark Wiesner, da Universidade Duke.

Planta aquática brasileira

Depois de uma inspeção detalhada, o culpado pela degradação das nanopartículas de ouro apareceu - o microbioma crescendo em uma planta aquática nativa do Brasil, chamada elódea (Egeria densa). Muitas bactérias secretam substâncias químicas para essencialmente extrair nutrientes metálicos de seus arredores. Com o seu metabolismo aumentado pelos nutrientes adicionados pelo experimento, as bactérias que vivem na elódea catalisaram a reação para dissolver as nanopartículas de ouro.

Embora os resultados não forneçam alertas terríveis sobre quaisquer efeitos tóxicos desconhecidos do ouro, eles fornecem um aviso aos pesquisadores sobre cuidados a se tomar quando esse material é usado em experimentos e aplicações.

"A suposição de que o ouro é inerte não se sustentou nestes experimentos," disse Wiesner. "Esta é uma boa lição que ressalta como ambientes reais e complexos, que incluem, por exemplo, as bactérias que crescem nas folhas, podem dar resultados muito diferentes dos experimentos feitos em laboratório, que não incluem essas complexidades."

Bibliografia:

Gold nanoparticle biodissolution by a freshwater macrophyte and its associated microbiome
Astrid Avellan, Marie Simonin, Eric McGivney, Nathan Bossa, Eleanor Spielman-Sun, Jennifer D. Rocca, Emily S. Bernhardt, Nicholas K. Geitner, Jason M. Unrine, Mark R. Wiesner, Gregory V. Lowry
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-018-0231-y




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