O açúcar que quase nenhuma bactéria digere tem dono no intestino do peixe-boi, revela estudo com 6 mil genomas

Açúcar que quase nenhum micróbio digere sustenta o peixe-boi, que tira das plantas a energia para chegar a 420 quilos com a ajuda de uma bactéria inédita no intestino - Foto: Ilustrativa/Shutterstock

POR - REDAÇÃO NEO MONDO*

Equipe do CNPEM descreve na Nature Microbiology a bactéria Candidatus Epilactovorans intestinalis e a epilactase, uma atividade enzimática que a ciência ainda não tinha registrado na natureza. O catálogo de micróbios e enzimas pode servir ao processamento de resíduos agrícolas no Brasil

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Biorrenováveis do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNBR-CNPEM), em Campinas (SP), publicaram na segunda-feira (2), na Nature Microbiology, uma via metabólica que ninguém tinha visto na natureza. Ela pertence a uma bactéria do intestino do peixe-boi-da-amazônia (Trichechus inunguis), batizada de Candidatus Epilactovorans intestinalis. A bactéria digere a epilactose, um açúcar que a grande maioria dos microrganismos conhecidos não consegue usar. O achado ajuda a explicar como um animal de até 420 quilos vive só de plantas. Também entrega à indústria um estoque de enzimas que podem quebrar resíduos agrícolas.

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O trabalho analisou fezes de 47 animais. Trinta e seis peixes-bois-da-amazônia vivem no Laboratório de Mamíferos Aquáticos do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa), em Manaus. Os outros onze são peixes-bois-marinhos (Trichechus manatus) em reabilitação no programa da ONG Aquasis, no Ceará. Das amostras saíram mais de 6 mil genomas de bactérias e outros microrganismos, e mais da metade pertence a espécies que a ciência ainda não descreveu. Entre os vírus associados a essas comunidades, cerca de 80% eram desconhecidos.

Mario Murakami, diretor do LNBR e coordenador do estudo, participou da coleta até no mar. Um peixe-boi-marinho já devolvido à natureza continuava rondando o cercado da Aquasis. “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”, contou à Agência FAPESP.

O peixe-boi foi escolhido pelo que come. Segundo a pesquisadora Vera da Silva, do Inpa, o animal consome cerca de 40 quilos de plantas por dia, e o cardápio muda entre a cheia e a seca. Murakami calcula que a microbiota intestinal da espécie digere entre 80% e 86% da celulose ingerida. Bois e outros ruminantes fermentam a planta no rúmen, antes do estômago propriamente dito. O peixe-boi faz o trabalho depois do estômago, no intestino posterior. Ali, tudo depende dos micróbios.

A epilactose é um dissacarídeo de galactose e manose, parente químico da lactose. Na dieta humana, aparece em quantidades mínimas no leite aquecido. Para digeri-la, a Epilactovorans usa uma enzima que os autores chamaram de EiGH116, e a atividade ganhou nome próprio: epilactase. O grupo testou a enzima em uma linhagem de Escherichia coli sem o gene da lactase. A bactéria só cresceu em meio com epilactose quando recebeu a EiGH116. O artigo descreve duas rotas de abastecimento. Na primeira, outra enzima, a EiGH26a, corta fragmentos de polissacarídeos vegetais e libera pedaços que contêm epilactose. Na segunda, uma epimerase converte em epilactose a lactose vinda de fora da célula. Como quase nenhum vizinho do intestino digere esse açúcar, a bactéria fica com ele sem disputa.

A epilactose já é estudada como prebiótico, nome dado aos compostos que alimentam bactérias benéficas do intestino humano. Um estudo de 2024 publicado na revista Life fermentou o açúcar com amostras de fezes humanas em laboratório. Com o material de um doador de dieta mediterrânea, a produção de butirato foi 70 vezes maior do que com lactulose e 63 vezes maior do que com rafinose. O butirato é um ácido graxo que nutre as células do intestino. Murakami avalia que o mecanismo do peixe-boi pode inspirar novos prebióticos.

Quando comparou o genoma da Epilactovorans com bancos públicos de dados, a equipe encontrou uma sequência parecida em um lugar inesperado: a microbiota intestinal dos Hadza. O povo de caçadores-coletores, estimado entre 1.300 e 1.500 pessoas, vive nas colinas e vales em torno do Lago Eyasi, no norte da Tanzânia. Murakami não acredita em coincidência. Para ele, a capacidade de processar epilactose pode vir de um ancestral comum a todos os mamíferos, e a dieta tradicional dos Hadza seguiria sustentando a bactéria. É uma hipótese, e o artigo não a testa. Os Hadza já ocupam um lugar à parte na pesquisa de microbioma. Em 2023, um grupo da Universidade Stanford publicou na Cell o sequenciamento de 351 amostras de fezes desse povo e de populações do Nepal e da Califórnia. Os cientistas recuperaram 91.662 genomas, 44% ausentes dos bancos de referência. Um Hadza carrega em média 730 espécies de micróbios intestinais, contra 277 de um californiano. A equipe identificou 124 espécies que estão desaparecendo nas populações industrializadas.

A epilactose é só uma parte do estudo. O artigo mostra que as bactérias do peixe-boi se dividem na tarefa de desmontar a parede celular das plantas. Elas atacam a celulose e a hemicelulose com estratégias combinadas e ainda metabolizam compostos aromáticos derivados da lignina. A lignina dá rigidez ao vegetal e é a maior barreira para o uso industrial da biomassa. O bagaço e a palha da cana sobram aos milhões de toneladas nas usinas brasileiras, e convertê-los em açúcar fermentável continua caro porque a lignina trava as enzimas. O CNPEM cita, entre as aplicações possíveis, biocombustíveis, combustível sustentável de aviação, bioinsumos agrícolas e ingredientes funcionais.

Parte das enzimas deve ser avaliada no OpEn, o coquetel enzimático que o CNPEM lançou em março de 2026, depois de 15 anos de pesquisa. O produto já tem mais de 80 versões adaptadas a matérias-primas diferentes, como resíduos de cana, milho e florestais. Usa enzimas modificadas do fungo Trichoderma reesei, foi validado em planta piloto e passou de cinco toneladas produzidas. Segundo o centro, reduz em até 50% as emissões de gases de efeito estufa no processo. O Brasil ainda importa as enzimas que usa nas biorrefinarias e não tem produto nacional equivalente em escala comercial. “Nosso coquetel enzimático tem grande potencial para mitigar a dependência do Brasil de enzimas importadas”, diz Murakami.

O método vem de uma pesquisa anterior. Em 2022, o mesmo grupo publicou na Nature Communications a análise da microbiota da capivara, o maior roedor do planeta. Animais da região de Piracicaba tinham incorporado cana-de-açúcar à dieta, e o estudo criou duas novas famílias de enzimas no banco internacional CAZy, a GH173 e a CBM89. O projeto com o peixe-boi começou em 2021, com financiamento da FAPESP a um projeto temático sobre mecanismos enzimáticos de herbívoros aquáticos, e incluiu a espécie marinha em 2023. Gabriela Persinoti, que coordena projeto da FAPESP no CNPEM, e Marcele Martins, bolsista de pós-doutorado da fundação, assinam o artigo como primeiras autoras. O Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação também apoiou o trabalho.

Os dois animais estudados estão ameaçados. O ICMBio classifica o peixe-boi-da-amazônia como Vulnerável e estima que a espécie perca pelo menos 30% da população em três gerações, de 33 anos cada. Entre 1935 e 1954, caçadores mataram de 80 mil a 140 mil peixes-bois na bacia amazônica para vender o couro. Durante a seca de 2010, perto de 300 foram abatidos só na bacia do rio Purus, segundo a avaliação do instituto. A fêmea pare um filhote a cada três anos, em média. O peixe-boi-marinho aparece na categoria Criticamente em Perigo no plano nacional de conservação dos sirênios. Os animais amostrados em Manaus chegaram ao Inpa resgatados da caça ilegal.

Murakami diz que o estudo ainda tem muito a render. “Foi difícil escolher no que se aprofundar bioquimicamente. Agora temos dados para analisar pelo menos pelos próximos dez anos.”

*Com informações da Agência FAPESP.