O protetor solar natural protege a pele dos danos da radiação, ao mesmo tempo que reduz o risco de reações alérgicas. Em um estudo recente, os pesquisadores descobriram um composto até então desconhecido chamado hidroximicosporina-sarcosina de ligação à beta-glicose. Esta substância é produzida por cianobactérias que gostam de calor quando expostas a UV-A, UV-B e condições salinas. Ao contrário de outros aminoácidos semelhantes à micosporina (MAAs) conhecidos, este composto é produzido através de uma via biossintética única. A descoberta abre novas possibilidades para a biotecnologia industrial focada na produção de ingredientes naturais de filtragem de UV.
As cianobactérias são bactérias fotossintéticas produtoras de oxigênio, conhecidas por sua capacidade de sobreviver em ambientes adversos. Em resposta ao estresse extremo, eles produzem uma variedade de compostos químicos. Estes incluem aminoácidos semelhantes à micosporina (MAA), que são moléculas pequenas e solúveis em água que absorvem a radiação ultravioleta (UV). O MAA ajuda a proteger as células dos danos causados pelo sol e atua como antioxidante, neutralizando as espécies reativas de oxigênio (ROS) induzidas pelo estresse. Embora estas moléculas partilhem a mesma estrutura estrutural básica, as variações nas mesmas resultam em diferentes atividades e funções biológicas.
Crescente interesse em proteção UV mais segura
À medida que crescem as preocupações com o aumento das taxas de exposição aos raios UV e cancro da pele, os cientistas procuram compostos mais seguros que possam proporcionar uma protecção solar eficaz. Os filtros solares químicos tradicionais bloqueiam os raios UV, mas também podem causar 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 a produção em massa de alternativas naturais de proteção solar.
Explore fontes termais tailandesas
Num novo estudo, investigadores liderados pelo professor Hakuto Kageyama da Universidade Meijo e pelo professor Rungaroon Waditee-Sirisattha da Universidade Chulalongkorn descobriram um novo tipo de MAA produzido por cianobactérias termofílicas que vivem em fontes termais na Tailândia. Além de identificar novas moléculas, o estudo também revela como esses organismos se adaptam a ambientes extremos. “Compreender a biossíntese responsiva ao estresse em cianobactérias extremas pode acelerar a biotecnologia industrial para a produção de pigmentos naturais e antioxidantes”, disse o professor Kageyama, descrevendo a motivação por trás deste trabalho. O estudo foi publicado online em 1º de dezembro de 2025 e posteriormente publicado no Volume 1009 da Science of the Total Environment em 20 de dezembro de 2025.
Moléculas únicas com características químicas raras
A equipe de pesquisa isolou oito cepas de cianobactérias resistentes ao calor da fonte termal de Bo Khlueng, na província de Ratchaburi, na Tailândia. Em experiências de laboratório, uma estirpe conhecida como Gloeocapsa BRSZ produziu um composto absorvente de UV até então desconhecido quando exposta à luz UV-A e UV-B. O composto foi identificado como hidroximicosporina-sarcosina conjugada com β-glicose (GlcHMS326) e posteriormente examinado em detalhes para compreender sua estrutura e função.
Sabe-se que o GlcHMS326 sofre três modificações químicas diferentes: glicosilação, hidroxilação e metilação. Estas modificações não foram relatadas em MAAs derivados de cianobactérias. A análise genética mostrou que as cianobactérias responsáveis pela produção deste composto contêm um conjunto único de genes relacionados com estas alterações químicas.
Provocado por UV e estresse salino
A produção de GlcHMS326 aumentou significativamente quando as cianobactérias foram expostas a condições UV-A, UV-B e com alto teor de sal. Embora estes 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 propriedades aprimoradas.
Sabe-se que a metilação aumenta 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. O GlcHMS326 exibiu uma atividade eliminadora de radicais livres mais forte em comparação com os MAAs mais comuns, indicando que a sua estrutura modificada desempenha um papel fundamental na melhoria do seu potencial antioxidante.
Insights sobre evolução e tolerância ao estresse
O estudo fornece novos insights sobre como as cianobactérias em ambientes extremos desenvolveram vias metabólicas especializadas para produzir potentes compostos naturais de proteção UV. Este MAA único parece desempenhar um papel importante em ajudar as espécies de Gloeocapsa a tolerar o estresse ambiental e pode desempenhar múltiplas funções nessas cianobactérias termofílicas.
Destacando a importância mais ampla da pesquisa, o professor Waditee-Sirisattha disse: “As cianobactérias são consideradas únicas no mundo microbiano. Nosso estudo recente destaca que as cianobactérias extremófilas não são apenas ecologicamente importantes, mas também representam uma área chave de pesquisa em múltiplas disciplinas.”
O potencial para protetores solares e outros produtos ecológicos
O composto recém-descoberto se destaca pela versatilidade e potencial para produção sustentável em larga escala utilizando “biofábricas” de cianobactérias. Poderia servir como uma alternativa a alguns filtros UV sintéticos que causam preocupações ambientais, ajudando a impulsionar o desenvolvimento de filtros solares mais ecológicos. Suas propriedades antioxidantes também sugerem seu uso em produtos antienvelhecimento, formulações para cuidados com 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”, concluiu o professor Kageyama.
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, Japão. Em 2006, obteve seu doutorado pela Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade de Nagoya, estudando o relógio biológico das 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, ela ganhou o prêmio Kose Beauty da Kose Beauty Research Foundation.
Sobre o professor Rungaroon Waditee-Sirisattha, Universidade Chulalongkorn
Dr. Rungaroon Waditee-Sirisattha é professor do Departamento de Microbiologia da Faculdade de Ciências da Universidade Chulalongkorn, Tailândia. Ela recebeu seu doutorado. Ele recebeu seu doutorado pela Universidade Chulalongkorn em 2001 e depois completou sua pesquisa de pós-doutorado na Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência. 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 publicou 100 artigos de pesquisa.
Informações de financiamento
Esta pesquisa foi apoiada por bolsas de pesquisa do Fundo de Pesquisa Científica e Inovação 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), Hibi Science Foundation do Japão (para Hakuto Kageyama), KAKENHI Grant 24K08623 (concedida a Hakuto Kageyama) e bolsa de pós-doutorado, Chulalongkorn University Second Century Fund (C2F) (concedida a Sasiprapa Samsri).
