Cientistas encontram protetor solar natural escondido em bactérias de fontes termais

As cianobactérias são bactérias fotossintéticas que produzem oxigênio e são conhecidas por sua capacidade de sobreviver em ambientes adversos. Para lidar com o estresse extremo, eles geram uma ampla gama de compostos químicos. Entre estes estão os aminoácidos semelhantes à micosporina (MAAs), que são moléculas pequenas e solúveis em água que absorvem a radiação ultravioleta (UV). Os MAAs ajudam a proteger as células dos danos causados ​​pelo sol e atuam como antioxidantes, neutralizando as espécies reativas de oxigênio (ROS) induzidas pelo estresse. Embora estas moléculas partilhem uma estrutura estrutural básica, as suas variações dão origem a diferentes atividades e funções biológicas.

Crescente interesse em proteção UV mais segura

À medida que aumentam as preocupações com a exposição aos raios UV e com o aumento das taxas de cancro da pele, os cientistas procuram compostos mais seguros que ofereçam proteção solar eficaz. Os filtros solares químicos convencionais podem bloquear os raios UV, mas também estão associados a reações alérgicas e outros efeitos colaterais indesejados. Os MAAs se destacam por serem biocompatíveis e considerados seguros para uso humano. Essas qualidades os tornam candidatos promissores para a biotecnologia sustentável e para a produção em larga escala de alternativas naturais de proteção solar.

Descoberta nas fontes termais da Tailândia

Num novo estudo, investigadores liderados pelo professor Hakuto Kageyama da Universidade Meijo e pelo professor Rungaroon Waditee-Sirisattha da Universidade Chulalongkorn identificaram um novo MAA produzido por cianobactérias termofílicas que vivem em fontes termais na Tailândia. Além de identificar uma nova molécula, a pesquisa esclarece como esses organismos se adaptam a ambientes extremos. “Compreender a biossíntese responsiva ao estresse em cianobactérias extremofílicas pode acelerar a biotecnologia industrial para a produção natural de pigmentos e antioxidantes”, diz o Prof. Kageyama ao descrever a motivação por trás do trabalho. O estudo foi disponibilizado online em 01 de dezembro de 2025, e posteriormente publicado no Volume 1009 da Science of The Total Environment em 20 de dezembro de 2025.

Uma molécula única com características químicas raras

A equipe de pesquisa isolou oito cepas de cianobactérias tolerantes ao calor da fonte termal de Bo Khlueng, na província de Ratchaburi, na Tailândia. Durante experimentos de laboratório, uma cepa conhecida como espécie Gloeocapsa BRSZ produziu um composto absorvente de UV até então desconhecido quando exposta à luz UV-A e UV-B. O composto, identificado como hidroxi micosporina-sarcosina ligada à β-glicose (GlcHMS326), foi então examinado detalhadamente para compreender sua estrutura e função.

GlcHMS326 é notável por sofrer três modificações químicas distintas: glicosilação, hidroxilação e metilação. Estas modificações não foram relatadas anteriormente em MAAs derivados de cianobactérias. A análise genética revelou que as cianobactérias responsáveis ​​pela produção deste composto contêm um conjunto único de genes ligados a estas alterações químicas.

Provocado por luz UV e estresse salino

A produção de GlcHMS326 aumenta significativamente quando as cianobactérias são expostas a UV-A, UV-B e condições de alto teor de sal. Embora os organismos sejam originários de fontes termais, este composto específico não é desencadeado pelo estresse térmico. As modificações químicas encontradas no GlcHMS326 contribuem para sua estrutura incomum e desempenho aprimorado.

Sabe-se que a metilação melhora a estabilidade, a absorção de UV e a atividade antioxidante dos compostos MAA. Acredita-se que a glicosilação apoia ainda mais a estabilidade, a fotoproteção e a defesa antioxidante. Comparado com MAAs mais comuns, o GlcHMS326 demonstra uma atividade de eliminação de radicais livres mais forte, indicando que a sua estrutura modificada desempenha um papel fundamental no aumento do seu potencial antioxidante.

Insights sobre evolução e tolerância ao estresse

O estudo oferece uma nova visão sobre como as cianobactérias em ambientes extremos desenvolveram vias metabólicas especializadas para produzir compostos naturais eficazes de proteção contra UV. Este MAA único parece desempenhar um papel importante em ajudar as espécies de Gloeocapsa a tolerar o estresse ambiental e provavelmente desempenha várias funções dentro dessas cianobactérias termofílicas.

Enfatizando a importância mais ampla da pesquisa, o Prof. Waditee-Sirisattha afirma: “As cianobactérias são consideradas únicas no mundo microbiano. Nosso estudo recente ressalta que as cianobactérias extremofílicas não são apenas ecologicamente importantes, mas também representam uma área-chave de pesquisa para múltiplas disciplinas.”

Potencial para protetores solares ecológicos e muito mais

O composto recém-identificado se destaca por sua versatilidade e potencial para produção sustentável e em larga escala usando “biofábricas” de cianobactérias. Poderia servir como uma alternativa a certos filtros UV sintéticos que levantam preocupações ambientais, ajudando a avançar no desenvolvimento de filtros solares mais ecológicos. Suas propriedades antioxidantes também sugerem possíveis usos em produtos antienvelhecimento, formulações para a pele e produtos farmacêuticos.

“Esta descoberta nos lembra que a natureza ainda guarda muitas surpresas químicas. As cianobactérias extremofílicas revelam moléculas incomuns que podem inspirar novos rumos na ciência básica e na biotecnologia sustentável”, conclui o Prof.

Sobre o professor Hakuto Kageyama da Universidade Meijo

Dr. Hakuto Kageyama é professor da Escola de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e Humanas da Universidade Meijo, no Japão. Ele obteve seu doutorado em 2006 pela Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade de Nagoya, onde estudou o relógio circadiano em cianobactérias. Sua pesquisa se concentra em compostos derivados de cianobactérias e suas aplicações biotecnológicas. Publicou 70 artigos de pesquisa e é autor ou coautor de cinco livros. Em 2021, recebeu o Prêmio KOSÉ Cosmetologia da KOSÉ Cosmetology Research Foundation.

Sobre o professor Rungaroon Waditee-Sirisattha da Universidade Chulalongkorn

Dr. Rungaroon Waditee-Sirisattha é professor do Departamento de Microbiologia da Faculdade de Ciências da Universidade Chulalongkorn, na Tailândia. Ela obteve seu doutorado. da Universidade Chulalongkorn em 2001 e mais tarde completou pesquisa de pós-doutorado na Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência, JAPÃO. Seu trabalho se concentra na forma como os extremófilos se adaptam a ambientes hostis, na descoberta de novos compostos produzidos por esses organismos e na engenharia metabólica para aplicações biotecnológicas. Ela contribuiu para 100 artigos de pesquisa publicados.

Informações sobre financiamento

Esta pesquisa foi apoiada pelo fundo de pesquisa e inovação científica da Tailândia, Chulalongkorn University (FOOD_FF_68_121_2300_022) (para Rungaroon Waditee-Sirisattha), Ministério da Educação de Cingapura MOE-T2EP30123-0007 (para Rungaroon Waditee-Sirisattha e Stephen B. Pointing), uma bolsa de pesquisa da Hibi Science Foundation (para Hakuto Kageyama), Japan Society para a Promoção da Ciência KAKENHI Grants 24K08623 (para Hakuto Kageyama), e a Bolsa de Pós-Doutorado, o Fundo do Segundo Século (C2F), Universidade Chulalongkorn (para Sasiprapa Samsri).