Os filtros solares naturais protegem a pele das radiações nocivas, ao mesmo tempo que reduzem o risco de reações alérgicas. Num estudo recente, os investigadores identificaram um composto até então desconhecido chamado hidroximicosaparina-sarcosina ligado à β-glicose. Esta substância é produzida por cianobactérias termofílicas quando expostas a UV-A, UV-B e condições salinas. Ao contrário de outros aminoácidos semelhantes à micosporina (MAAs) conhecidos, este composto é criado através de uma via biossintética separada. A descoberta abre novas oportunidades para a biotecnologia industrial focada na produção de ingredientes naturais que filtram a luz ultravioleta.
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 pequenas moléculas 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 comum, as suas variações causam diferentes ações e funções biológicas.
Há um interesse crescente em uma proteção UV mais segura
Com as preocupações crescentes sobre a exposição aos raios UV e o aumento das taxas de cancro da pele, os cientistas estão à procura de 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 se destacam por serem biocompatíveis e considerados seguros para humanos. Essas qualidades os tornam candidatos promissores para a biotecnologia sustentável e para a produção em larga escala de alternativas naturais de proteção solar.
Descoberta nas fontes termais da Tailândia
Num novo estudo, investigadores liderados pelo professor Hakuto Kageyama da Universidade Meijo e pelo professor Rungarun Wadite-Sirisatta da Universidade Chulalongkorn identificaram um novo MAA produzido por cianobactérias termofílicas que vivem em fontes termais na Tailândia. Além da descoberta de uma nova molécula, o estudo esclarece como esses organismos se adaptam a condições extremas. “Compreender a biossíntese responsiva ao estresse em cianobactérias extremofílicas pode acelerar a biotecnologia industrial para a produção de pigmentos naturais e antioxidantes”, diz o professor Kageyama, descrevendo a motivação para o trabalho. O estudo foi publicado online em 1º de dezembro de 2025 e posteriormente publicado na Science of The Total Environment volume 1009 em 20 de dezembro de 2025.
Uma molécula única com características químicas raras
A equipe de pesquisa isolou oito cepas de cianobactérias resistentes ao calor da fonte termal Bo Khlueng, na província de Ratchaburi, na Tailândia. Em experimentos de laboratório, uma cepa, conhecida como espécie Gloeocapsa BRSZ, produziu um composto absorvente de UV até então desconhecido quando exposta à luz UV-A e UV-B. Em seguida, o composto identificado como hidroximicosaparina-sarcosina ligada à β-glicose (GlcHMS326) foi investigado detalhadamente para compreender sua estrutura e função.
GlcHMS326 é o único que sofre três modificações químicas diferentes: glicosilação, hidroxilação e metilação. Estas modificações não foram relatadas anteriormente em MAAs derivados de cianobactérias. A análise genética mostrou que as cianobactérias responsáveis pela produção deste composto contêm um conjunto único de genes associados a estas alterações químicas.
Causada por UV e estresse salino
A produção de GlcHMS326 aumenta significativamente quando as cianobactérias são expostas a UV-A, UV-B e alto teor de sal. Embora os organismos sejam originários de fontes termais, este composto específico não é causado por estresse térmico. As modificações químicas encontradas no GlcHMS326 contribuem para sua estrutura incomum e desempenho aprimorado.
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 exibe uma atividade eliminadora de radicais livres mais forte, sugerindo que a sua estrutura modificada desempenha um papel fundamental no aumento do seu potencial antioxidante.
Insights sobre evolução e tolerância ao estresse
O estudo oferece uma nova visão sobre como as cianobactérias, sob condições extremas, desenvolveram vias metabólicas especializadas para produzir compostos protetores UV naturais eficazes. Este MAA único parece desempenhar um papel importante em ajudar as espécies de Gloeocapsa a tolerar o estresse ambiental e provavelmente tem múltiplas funções nessas cianobactérias termofílicas.
Ressaltando o significado mais amplo da pesquisa, o professor Waditee-Sirisattha afirma: “As cianobactérias são consideradas únicas no mundo microbiano. Nosso estudo recente destaca que as cianobactérias extremofílicas não são apenas ecologicamente importantes, mas também representam uma área-chave de pesquisa para múltiplas disciplinas.”
O potencial para protetores solares ecológicos e muito mais
O composto recém-descoberto se destaca pela versatilidade e potencial para produção sustentável em larga escala utilizando “biofábricas” de cianobactérias. Pode servir como alternativa a alguns filtros UV sintéticos que causam problemas ambientais, ajudando a avançar no desenvolvimento de filtros solares mais ecológicos. Suas propriedades antioxidantes também sugerem usos potenciais 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 nas biotecnologias sustentáveis”, 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 recebeu seu doutorado em 2006 pela Escola de Pós-Graduação em Ciências da Universidade de Nagoya, onde estudou o relógio circadiano em cianobactérias. Sua pesquisa se concentra em compostos derivados de cianobactérias e suas aplicações biotecnológicas. Publicou 70 artigos científicos e é autor ou coautor de cinco livros. Em 2021, recebeu o Prêmio KOSÉ Cosmetologia da KOSÉ Cosmetology Research Foundation.
Sobre o professor Rungarun Vaditi-Sirisattu da Universidade Chulalongkorn
Dr. Rungarun Vaditi-Sirisatta é professor do Departamento de Microbiologia da Faculdade de Ciências da Universidade Chulalongkorn, Tailândia. Ela recebeu seu doutorado. da Universidade Chulalongkorn em 2001 e mais tarde completou seus estudos de pós-doutorado na Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência, JAPÃO. Seu trabalho se concentra na forma como os extremófilos se adaptam a condições adversas, na descoberta de novos compostos produzidos por esses organismos e na engenharia metabólica para aplicações biotecnológicas. Ela contribuiu para 100 artigos científicos publicados.
Informações de financiamento
Esta pesquisa foi apoiada pela Fundação de Pesquisa Científica e Inovação da Tailândia da Universidade Chulalongkorn (FOOD_FF_68_121_2300_022) (para Rungaroon Waditee-Sirisattha), Ministério da Educação de Cingapura MOE-T2EP30123-0007 (para Rungaroon Waditee-Sirisattha & Stephen B. Pointing), uma bolsa de pesquisa da Hibi Science Foundation (Hakuta Kageyama), Japão Bolsa KAKENHI da Sociedade para a Promoção da Ciência 24K08623 (Hakuto Kageyama) e bolsa de doutorado, Second Century Foundation (C2F), Universidade Chulalongkorn (Sasiprapa Samsri).
