Como o maior mamífero de água doce do Brasil consegue sustentar quase meia tonelada de peso comendo somente plantas? O segredo está no intestino. Ao mapear a microbiota do peixe-boi-da-amazônia (Trichechus inunguis), pesquisadores identificaram uma via metabólica inédita na natureza: o animal possui bactérias capazes de digerir a epilactose, um carboidrato que a grande maioria dos microrganismos conhecidos não consegue processar.
O achado faz parte de uma investigação mais abrangente que apontou uma imensa diversidade de microrganismos, genes e enzimas ligados ao aproveitamento da dieta vegetal desses animais. Além da espécie fluvial, o trabalho também analisou a flora intestinal do peixe-boi-marinho (Trichechus manatus). Divulgados na revista Nature Microbiology, os dados carregam forte potencial para o desenvolvimento de inovações biotecnológicas.
“O peixe-boi-da-amazônia se alimenta de uma grande quantidade e diversidade de plantas. Essa dieta é sujeita ainda à sazonalidade, mudando da estação seca para a chuvosa. Por isso, ao longo de sua evolução, eles desenvolveram um arsenal de microrganismos intestinais capazes de digerir celulose com extrema eficiência, em torno de 80% a 86%”, conta Mario Murakami, diretor do Laboratório Nacional de Biorrenováveis do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNBr-CNPEM) e coordenador do estudo apoiado pela FAPESP.
“Nos ruminantes, como os bovinos, a fermentação microbiana ocorre principalmente antes do estômago propriamente dito, no rúmen, onde os microrganismos começam a desconstruir a biomassa vegetal. Peixes-boi e capivaras adotam uma estratégia diferente: são fermentadores de intestino posterior, e grande parte desse processamento ocorre depois do estômago. Por isso, os microrganismos que vivem no intestino têm um papel fundamental no aproveitamento de uma dieta vegetal rica em fibras”, explica.
Coleta de amostras e análises genômicas
A investigação avaliou material biológico de 47 espécimes: 36 peixes-boi-da-amazônia abrigados no Laboratório de Mamíferos Aquáticos do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), em Manaus, e 11 peixes-boi-marinhos em processo de reabilitação no Programa de Mamíferos Marinhos da ONG Aquasis, no Ceará.
Envolvido diretamente em todas as etapas, Murakami chegou a entrar no mar para garantir uma amostra. “Havia um peixe-boi-marinho que já tinha sido reintroduzido na natureza, mas continuava frequentando a área próxima ao cercado onde os outros animais se recuperavam. Por acaso, justamente enquanto estávamos lá, ele defecou e surgiu a oportunidade de coletar uma amostra desse animal. Não pensei duas vezes: pulei na água para recuperá-la”, relata.
Entre mais de 6 mil genomas microbianos decodificados, mais da metade pertencia a linhagens ainda inéditas para a ciência. No grupo dos vírus associados a essas comunidades, cerca de 80% eram totalmente desconhecidos.
Também foram identificados milhares de genes e enzimas com potencial de exploração biotecnológica. “Foi difícil escolher no que se aprofundar bioquimicamente. Agora temos dados para analisar pelo menos pelos próximos dez anos”, diz Murakami.
Enzima inédita e ligação com humanos
O principal destaque foi a identificação de uma enzima inédita na natureza, empregada pela bactéria recém-descoberta Candidatus Epilactovorans intestinalis para quebrar a epilactose. Como esse açúcar é inacessível para a grande maioria dos microrganismos, a habilidade funciona como uma vantagem adaptativa na disputa por nutrientes no intestino. No futuro, esse mecanismo poderá inspirar a criação de novos agentes prebióticos – ingredientes que servem de “alimento” para estimular o crescimento de bactérias benéficas na nossa própria flora intestinal.
Ao confrontar o genoma desse microrganismo com dados públicos, o grupo encontrou uma sequência similar na microbiota do povo Hadza, um dos últimos grupos de caçadores-coletores da África, com pouco mais de mil integrantes no norte da Tanzânia.
Para Murakami, a semelhança não é mero acaso. Ele acredita que a habilidade de processar a epilactose possa ser uma característica herdada de um ancestral comum a todos os mamíferos, sendo mantida pelo consumo da dieta tradicional dos Hadza.
Em paralelo, a pesquisa demonstrou que os microrganismos do peixe-boi operam em conjunto para degradar partes rígidas dos vegetais, a exemplo da celulose e da hemicelulose. As bactérias combinam táticas para desmanchar as paredes celulares, transformando estruturas complexas em nutrientes absorvíveis.
Alguns dos compostos metabolizados derivam da lignina, substância que confere dureza às plantas e representa um grande obstáculo na indústria da biomassa. Esse acervo biológico pode viabilizar novas rotas para tratar resíduos agrícolas e criar bioprodutos voltados à bioenergia e à agricultura.
Parte dessas enzimas poderá ser testada em plataformas como o Coquetel Enzimático Brasileiro (OpEn), criado no CNPEM para processar diferentes matérias-primas.
“Nosso coquetel enzimático tem grande potencial para mitigar a dependência do Brasil de enzimas importadas, além de criar oportunidades para o surgimento de novas indústrias de base biológica. Este trabalho mostra como a biodiversidade brasileira é um repositório de soluções para os problemas globais e que pode colocar o país na liderança da corrida pelo desenvolvimento sustentável”, conclui Murakami.
O artigo científico, assinado por Gabriela Persinoti e Marcele Martins como primeiras autoras, pode ser acessado na revista Nature Microbiology.
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