Avanços da biotecnologia: medicamentos derivados de plantas, fermentação de proteínas e fabricação mais verde
Novas pesquisas impulsionam a biotecnologia sustentável: recriação de compostos medicinais de plantas venenosas, fermentação em duas etapas que remove até 99% dos odores desagradáveis e instalações híbridas que reduzem a pegada de carbono em 62%.
Pesquisadores relataram avanços em biotecnologia sustentável, incluindo um método para recriar compostos medicinais a partir de duas plantas venenosas, um processo de fermentação em duas etapas que remove odores desagradáveis de proteínas vegetais e evidências de que instalações híbridas de fabricação biofarmacêutica são o “ponto ideal” para reduzir a pegada de carbono.
Centrada nas plantas acônito e esporinha, a primeira descoberta vem de uma colaboração entre cientistas da Michigan State University e da Academia Tcheca de Ciências, e foi publicada na revista Molecular Plant. Essas plantas causam neurotoxicidade e paralisia em doses mínimas, mas também são conhecidas por combater dor, malária, câncer e pragas. Pela primeira vez, os pesquisadores identificaram a via biossintética que as plantas usam para produzir alcaloides diterpenoides, um grupo de substâncias químicas tóxicas, porém promissoras. Ao inserir os códigos genéticos em plantas de tabaco, eles encontraram seis enzimas únicas que criaram com sucesso o alcaloide diterpenoide atisinium, ajudando-o a se dobrar em sua forma final complexa e facilitando a adição de uma fonte de nitrogênio. Apesar de ter sido isolado há quase 200 anos, o composto relacionado aconitina ainda não foi sintetizado com sucesso em laboratório. A descoberta pode eventualmente ajudar a criar novos medicamentos inspirados nesses produtos naturais.
Em um estudo separado publicado na revista Foods, pesquisadores desenvolveram um processo de fermentação em duas etapas para remover aromas desagradáveis de proteínas vegetais. A abordagem removeu entre 95% e 99% dos odores-chave, superando significativamente a fermentação de uma etapa em todas as proteínas testadas. A primeira etapa usou a bactéria benéfica Lactobacillus plantarum; a segunda usou uma cultura tradicional de iogurte contendo bactérias conhecidas por desenvolver e modular aromas desejáveis. O método foi aplicado a oito proteínas vegetais: soja 9%, ervilha, grão-de-bico, feijão-mungo, fava, arroz, cevada-arroz e cânhamo. A adição de alulose aumentou a atividade da Lactobacillus plantarum, a geleia de morango ajudou as bactérias do iogurte, enquanto aditivos não fermentáveis, como pectina, goma xantana e óleo, tiveram efeitos mínimos.
Separadamente, uma pesquisa que comparou o impacto ambiental de instalações de fabricação biofarmacêutica constatou que instalações híbridas que combinam aço inoxidável e tecnologias de uso único têm a menor pegada de carbono. Uma operação de uso único na escala de 2.000 L gera até 6,5 toneladas de CO2e por lote em resíduos plásticos e de embalagem, enquanto a instalação híbrida usou menos da metade dos plásticos e reduziu a pegada de carbono relacionada a materiais em 62%, com emissões caindo para 2,8 toneladas de CO2e por lote. A análise usou dados de contabilização de emissões baseados no mercado e observou que a pegada de CO2 dos sistemas de uso único é significativamente maior do que se supunha anteriormente, enquanto etapas-chave do processo com aço inoxidável agora podem ter uma pegada de carbono menor do que suas equivalentes de uso único. Os pesquisadores sugeriram manter o aço inoxidável para operações simples e de alto volume, como o preparo de tampões e meios de cultura, e reservar o uso único para processos centrais complexos e flexíveis, como biorreatores.