Os filtros solares naturais protegem a pele dos raios nocivos e reduzem o risco de reações alérgicas. Em um estudo recente, os pesquisadores identificaram um composto até então desconhecido chamado hidroxi micosporina-sarcosina ligada à β-glicose. Esta substância é produzida por cianobactérias amantes do calor quando expostas a condições UV-A, UV-B e salinas. Ao contrário de outros aminoácidos semelhantes à micosporina (MAAs) conhecidos, este composto é produzido através de uma via biossintética distinta. A descoberta oferece novas possibilidades para a biotecnologia industrial focada na produção de materiais naturais de filtragem de UV.
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 produzem uma ampla gama de compostos químicos. Estes incluem 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.
O interesse na proteção UV segura está aumentando
À medida que crescem as preocupações sobre a exposição aos raios UV e o aumento das taxas de cancro da pele, os cientistas procuram compostos mais seguros que proporcionem uma protecção 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 são diferentes porque são biocompatíveis e considerados seguros para consumo 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 das fontes termais da Tailândia
Num novo estudo, investigadores liderados pelo professor Hakuto Kageyama da Universidade Meijo e pelo professor Rungarun Waditi-Siristha 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 de pigmentos naturais e antioxidantes”, disse o professor Kageyama ao descrever a motivação por trás do trabalho. O estudo foi disponibilizado online em 01 de dezembro de 2025 e posteriormente publicado em 20 de dezembro de 2025 no Volume 1009 da Ciência do Meio Ambiente Total.
Uma molécula única com propriedades químicas raras
A equipe de pesquisa isolou oito cepas de cianobactérias tolerantes ao calor das fontes termais de Bo Khlueng, na província de Ratchaburi, na Tailândia. Durante testes de laboratório, uma cepa da espécie Gloocapsa conhecida como 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 três modificações químicas distintas: glicosilação, hidroxilação e metilação. Estas alterações não foram relatadas anteriormente em MAAs derivados de cianobactérias. A análise genética mostrou que as cianobactérias responsáveis pela produção destes compostos contêm um conjunto único de genes associados a estas alterações químicas.
Provocado pela luz UV e estresse salino
A produção de GlcHMS326 aumentou significativamente quando as cianobactérias foram expostas a UV-A, UV-B e condições salinas elevadas. Embora o organismo seja originário de fontes termais, este composto específico não se origina devido ao estresse térmico. As modificações químicas encontradas no GlcHMS326 contribuem para a sua conformação incomum e atividade aprimorada.
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. Em comparação com MAAs mais comuns, o GlcHMS326 apresenta uma atividade eliminadora de radicais livres mais forte, indicando que a sua estrutura modificada desempenha um papel fundamental no aumento do seu potencial antioxidante.
Evolução e insights sobre tolerância ao estresse
O estudo fornece novos insights 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 resistir ao estresse ambiental e provavelmente funciona em várias dessas cianobactérias termofílicas.
Enfatizando a importância mais ampla da pesquisa, o professor Waditi-Siristha disse: “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 utilizando “biofábricas” de cianobactérias. Pode servir como uma alternativa a certos filtros UV sintéticos que levantam preocupações ambientais, auxiliando no desenvolvimento de filtros solares mais ecológicos. Suas propriedades antioxidantes sugerem uso potencial 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 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. Ele obteve seu doutorado em 2006 pela Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade de Nagoya, onde estudou relógios circadianos 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 Rungarun Waditi-Siristha da Universidade Chulalongkorn
Dr Rungarun Waditi-Siristha é Professor de Microbiologia, Faculdade de Ciências, Universidade Chulalongkorn, Tailândia. Ele 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 esses organismos se adaptam a ambientes extremos, na descoberta de novos compostos produzidos por esses organismos e na engenharia metabólica para aplicações biotecnológicas. Ele contribuiu com mais de 100 artigos de pesquisa publicados.
Informações de financiamento
Esta pesquisa foi apoiada pelo Fundo de Pesquisa e Inovação Científica da Universidade Chulalongkorn da Tailândia (FOOD_FF_68_121_2300_022) (Rungaroon Waditi-Sirisattha), Ministério da Educação de Cingapura MOE-T2EP30123-0007 (da Rongaroon Waditi’s Research e B Stephening). Hibi Science Foundation (para Hakuto Kageyama), Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência Kakenhi Grant 24K08623 (para Hakuto Kageyama) e bolsa de pós-doutorado, Second Century Fund (C2F), Chulalongkorn University (para Sasiprapa Samshri).
