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Matéria-prima barata e biodegradável pode combater mosquito da dengue

Publicado em 21 agosto 2019

Dois produtos conhecidos no Brasil, o amido de milho e o óleo de tomilho produzem partículas capazes de armazenar e liberar compostos ativos letais para as larvas do Aedes aegypti, indicam cientistas da Universidade Estadual de Campinas. Outro grupo de pesquisadores da Unicamp também desenvolve repelente para tecidos e superfícies

Matéria-prima abundante, barata e biodegradável, o amido de milho foi a base usada por pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) para o desenvolvimento de partículas capazes de armazenar e liberar, controladamente, compostos ativos letais para as larvas do mosquito Aedes aegypti, transmissor de doenças como dengue, zika, febre amarela e chikungunya. A metodologia teve a patente requerida por meio da Agência de Inovação da Unicamp (Inova) e foi descrita em artigo na revista Industrial Crops and Products.

Com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e coordenado pela professora Ana Silvia Prata, da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA-Unicamp), também foi testado, para o mesmo fim, o óleo essencial de tomilho como agente larvicida. Esse produto também é biodegradável e, na concentração utilizada na pesquisa, não oferece riscos à saúde humana. Outra fonte de pesquisa da Unicamp (leia mais abaixo) envolve a criação de tecidos e superfícies repelentes ao mesmo inseto.

“Conseguimos obter uma partícula que se comporta exatamente como os ovos do Aedes. Enquanto o ambiente está seco, ela se mantém inerte e conserva o agente ativo protegido. A partir do momento em que entra em contato com a água, começa a inchar para permitir a liberação do larvicida. Após três dias, período em que os ovos eclodem e tem início a fase larval, a partícula passa a liberar quantidades letais do princípio ativo na água”, relata Ana Silvia.

Controle larvicida

A ideia do projeto foi desenvolver um sistema de liberação controlada de larvicida para pequenos volumes hídricos, como vasos de planta, pneus, garrafas e entulhos diversos que podem virar criadouro do mosquito no ambiente urbano.

Segundo a professora, as autoridades sanitárias têm se preocupado em tratar com larvicidas caixas d’água e outros grandes reservatórios, mas estudos epidemiológicos indicam que 50% dos focos do Aedes estão em pequenas poças.

“Como o custo é baixo, o governo poderia produzir essas partículas e distribuí-las para a população, para que fossem espalhadas em locais da residência com potencial para acumular água da chuva, como medida complementar à conscientização da população e da luta contra a dengue”, comenta Ana Silvia.

Resultados dos testes feitos na Unicamp indicam que as partículas poderiam se manter funcionais, durante aproximadamente cinco ciclos de chuvas. Após o primeiro contato com a água, elas liberam apenas 20% do óleo de tomilho.

“Fizemos o teste de deixar o material secar para depois reidratá-lo e observamos que as partículas voltam a liberar o agente larvicida normalmente”, conta a professora.

Poder do timol

Ainda de acordo com a pesquisadora, o principal composto ativo encontrado no óleo de tomilho – o timol – impediu a proliferação de microrganismos no recipiente contendo a água, evitando que as partículas estragassem rapidamente depois de molhadas.

Ela explica que o ciclo de vida do Aedes aegypti é formado por quatro etapas: ovo, larva, pupa e mosquito adulto. O período total de desenvolvimento pode variar de cinco a dez dias, tornando-se mais curto à medida que a temperatura aumenta. A fase larval, na qual o inseto está confinado no ambiente aquático, é considerada a mais estratégica para as ações de combate.

“Com base nessas informações, começamos a pensar em como deveria ser a partícula. Um de nossos colaboradores – Johan Ubbink [California Polytechnic State University, Estados Unidos] – sugeriu produzi-la por uma técnica conhecida como extrusão, a mesma usada na fabricação de salgadinhos de milho”, informa Ana Silvia.

O método consiste em forçar a passagem da massa de amido úmida e aquecida por um pequeno buraco. Normalmente, a ação da temperatura e da pressão exercida por uma rosca faz com que o material se expanda após a passagem pelo orifício.

“Adaptamos o processo, adotando uma temperatura mais branda e uma rotação de rosca mais suave, para que não ocorresse a expansão do material. Caso contrário, a partícula amoleceria rapidamente ao entrar em contato com a água, liberando o princípio ativo todo de uma vez”, diz a pesquisadora.

Outro desafio

De acordo com publicação da Agência Fapesp, outro desafio do grupo foi encontrar a composição adequada da matéria-prima. Como explicou a pesquisadora, o amido – seja ele de trigo, milho ou qualquer outra fonte – é composto fundamentalmente por frações variáveis de amilose e amilopectina. A quantidade de cada um desses componentes determina características como viscosidade e estrutura (capacidade de não se desfazer em contato com a água).

“Testamos formulações que tinham de 1,8% até 76% de amilose. E avaliamos, em cada caso, qual era o comportamento de lixiviação [o quão rápido a partícula se desfaz] e de inchamento no meio aquático”, ressalta Ana Silvia.

Ao mesmo tempo em que avaliavam esses dois aspectos da partícula, dosando a quantidade de óleo de tomilho liberada em função do tempo de contato com a água, os pesquisadores também observavam a atividade larvicida do composto ativo. O teste consistiu em medir a concentração necessária para matar 99% das larvas – parâmetro conhecido com CL99.

“O CL99 do óleo de tomilho não encapsulado é de aproximadamente 70 microgramas por mililitro [µg/ml]. Quando colocamos esse composto dentro da partícula, o valor diminui para 31 µg/ml, ou seja, nosso sistema de liberação controlada aumentou a ação larvicida”, revela a pesquisadora.

Segundo a especialista, ainda assim, o CL99 do composto natural permaneceu bem mais baixo que o de agentes sintéticos, como o temefós. A vantagem é que por ter uma composição química complexa, com outras moléculas ativas além do timol, é mais difícil para o inseto desenvolver resistência.

Extrato de jambu

O grupo da Unicamp também testou como larvicida o extrato de jambu. O resultado foi similar ao observado com o tomilho, porém, o custo foi cerca de 15 vezes maior.

“O óleo essencial de tomilho é um material altamente disponível, vendido comercialmente e representa apenas 5% da composição da partícula – os outros 95% são amido de milho, que é muito barato. Por isso consideramos a técnica facilmente escalonável”, destaca Ana Silvia.

A professora salienta que “o grupo da FEA-Unicamp avalia, no momento, a possibilidade de usar as mesmas partículas para encapsular bactérias fixadoras de nitrogênio, que auxiliam no crescimento de plantas”.

“O material poderia, em tese, reduzir a quantidade de fertilizantes usados na agricultura. “Essa é uma teoria que pretendemos testar em um futuro projeto.”

Repelente

Além da prevenção ao surgimento da larva do mosquito, o uso do repelente também é um importante mecanismo de proteção. Diante disso, pesquisadores da Unicamp desenvolveram uma tecnologia que age como repelente para ser utilizada em roupas, tecidos e superfícies, como paredes. A tecnologia, que está disponível para licenciamento, utiliza o mesmo tipo de repelente já presente no mercado, mas com liberação mais lenta, o que garante uma proteção prolongada.

“O diferencial é que, através de técnicas de laboratório (polimerização em miniemulsão), conseguimos imobilizar o repelente DEET (N,N-Dietil-m-toluamida) para que ele evapore mais lentamente, já que um dos problemas dos produtos convencionais é que o composto evapora rapidamente e/ou é absorvido pela pele, necessitando aplicações frequentes do repelente. Ao ser aplicado sobre superfícies (incluindo tecidos), consegue-se uma liberação sustentada da substância para o ar por até 12 horas”, explica Liliane Ferrareso Lona, professora da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) e responsável pela tecnologia.

Encapsulação

Em outras palavras, a tecnologia possibilita a encapsulação do DEET, já conhecido como eficaz repelente de insetos, em partículas nanométricas de polímero.

“A restrição da evaporação dos compostos repelentes é possível com a introdução de uma barreira física entre eles e o ar, através da encapsulação. A encapsulação dessas substâncias e o seu uso como repelentes ambientais em tintas ou em impregnação de tecidos surge como uma alternativa promissora que permite prolongar o efeito repelente desses compostos através da liberação sustentada”, conta Guilherme Martinate Gomes, aluno de pós-graduação e também responsável pela patente.

Os pesquisadores também ressaltam que um dos pontos altos da tecnologia é o fato de poder ser utilizado por crianças ou recém-nascidos, excluindo a necessidade de uso do repelente diretamente na pele. Mesmo que substâncias repelentes sejam eficazes com aplicação na pele em forma de loção, seu uso é restrito e não há ação prolongada.

“Isso seria vantajoso no caso de alergias, ou para proteção de bebês, por exemplo, já que existem estudos que relacionam o DEET aplicado diretamente sobre a pele e doenças neurológicas”, justifica a docente. ”A utilização de repelentes de insetos é uma medida preventiva fundamental para que a transmissão de doenças como a dengue, malária e chikungunya seja evitada”, completa Gomes.

Fontes: Agência Fapesp e Unicamp