As cores s\u00e3o fontes de in\u00fameras informa\u00e7\u00f5es. Num contexto social, elas est\u00e3o presentes em s\u00edmbolos e express\u00f5es \u2014 s\u00e3o como canais de comunica\u00e7\u00e3o. Pigmentos extra\u00eddos de produtos da natureza, como o mogno (preto, vermelho, laranja e marrom) e o a\u00e7afr\u00e3o (amarelo), s\u00e3o utilizados pelos povos ind\u00edgenas da etnia Huni Kuin, localizada no Acre, na colora\u00e7\u00e3o de tecidos \u2014 e tamb\u00e9m em aplica\u00e7\u00f5es medicinais. Entender as diferentes tonalidades e apresenta\u00e7\u00f5es de um pigmento na natureza pode nos ajudar a encontrar novas solu\u00e7\u00f5es para o nosso cotidiano, a partir de um produto que j\u00e1 est\u00e1 \u00e0 disposi\u00e7\u00e3o para estudos. A produ\u00e7\u00e3o de materiais tecnol\u00f3gicos baseados em produtos naturais \u00e9 uma linha de pesquisa adotada por alguns grupos no Instituto de Qu\u00edmica (IQ) da USP \u2014 entre eles, o Grupo de Pesquisa Bastos. \u201cA gente pega compostos que voc\u00ea encontra na natureza, seja em plantas, seja em fungos, e modifica esses compostos quimicamente, para eles terem uma aplica\u00e7\u00e3o que melhore a qualidade de vida das pessoas\u201d, diz Erick Bastos, doutor em qu\u00edmica org\u00e2nica, docente do Departamento de Qu\u00edmica Fundamental do IQ e coordenador do laborat\u00f3rio.<\/p>\n
Um dos pigmentos naturais estudados pelo grupo \u00e9 a betala\u00edna, encontrada na beterraba roxa e amarela, no cogumelo Amanita muscaria, na pitaya rosa e em flores como onze-horas e amarantus. Al\u00e9m da colora\u00e7\u00e3o intensa, uma das caracter\u00edsticas da betala\u00edna \u00e9 a sua capacidade de capturar radicais livres, o que faz com ela tenha uma atua\u00e7\u00e3o antioxidante. Existe tamb\u00e9m outra propriedade que pode ser altamente explorada pelo setor tecnol\u00f3gico: a fluoresc\u00eancia. \u201cA natureza n\u00e3o escolheu a betala\u00edna como o seu pigmento principal de planta, escolheu a antocianina \u2014 que d\u00e1 cor \u00e0 uva, por exemplo. A parte interessante \u00e9 que n\u00e3o existe nenhum ser vivo sobre a face da Terra que produz as duas classes de pigmentos; eles s\u00e3o\u00a0 \u2013 o que a gente tecnicamente diz \u2013 mutuamente exclusivos. E algumas flores pigmentadas por betala\u00ednas amarelas fazem uma coisa sensacional: elas brilham no escuro, s\u00e3o fluorescentes\u201d, explica Bastos. Ele conta que a fluoresc\u00eancia das flores \u00e9 baixa, se comparada com a luz refletida. Ent\u00e3o, quando olhamos para uma flor na luz do dia, vemos apenas um pouquinho do brilho dessa fluoresc\u00eancia. O desafio \u00e9 explicar por quais motivos algumas flores t\u00eam essa caracter\u00edstica. \u201cPor conta dessas peculiaridades biol\u00f3gicas das betala\u00ednas, elas se tornaram pigmentos de grande interesse, porque qualquer coisa que voc\u00ea descobrir a respeito delas \u00e9 absolutamente [novo]. \u00c9 pouco explorada a qu\u00edmica desses compostos\u201d.<\/p>\n
Pigmentos naturais e suas aplica\u00e7\u00f5es<\/p>\n
O ponto de partida s\u00e3o mol\u00e9culas coloridas, fluorescentes e antioxidantes. Mas o que faz essas caracter\u00edsticas se tornarem fontes para um poss\u00edvel uso tecnol\u00f3gico? O docente explica que, no caso da cor e do brilho, eles podem ser utilizados para indicar algo, como sensores: uma mol\u00e9cula que muda de cor na presen\u00e7a de oxig\u00eanio \u00e9 um exemplo. \u201cIsso \u00e9 muito importante, porque se voc\u00ea tem uma c\u00e9lula que se torna tumoral, muitas vezes a permea\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio diminui; ent\u00e3o, a quantidade de oxig\u00eanio fica muito baixa. Se a gente tiver as mol\u00e9culas [fluorescentes] dentro das c\u00e9lulas que est\u00e3o nessas condi\u00e7\u00f5es de baixo oxig\u00eanio \u2014 que a gente chama hip\u00f3xia \u2014 o microsc\u00f3pio vai mostrar uma cor diferente das c\u00e9lulas que t\u00eam mais oxig\u00eanio. Um outro ponto \u00e9 que a [intensidade da] cor \u00e9 proporcional ao quanto de oxig\u00eanio tem, ent\u00e3o a gente consegue quantificar\u201d, exemplifica Bastos.<\/p>\n
No caso de sensores \u00f3pticos, a betala\u00edna pode ser utilizada em materiais chamados de \u201cinteligentes\u2019\u201d ou foto-exclusivos, para indicar altera\u00e7\u00f5es e diferen\u00e7as no meio. \u201cA ess\u00eancia de um sensor \u00f3ptico \u00e9 que ele cause uma perturba\u00e7\u00e3o no meio em que ele est\u00e1 e a gente consiga identificar essa perturba\u00e7\u00e3o. Digamos que a mol\u00e9cula tem cor e, na presen\u00e7a de um analito qualquer, ela perde a cor, ou intensifica a cor, ou muda de cor. Vai depender de qual tipo de analito a gente vai trabalhar para ver a influ\u00eancia que ele vai ter dentro da estrutura da betala\u00edna, que a gente chama de estrutura cromof\u00f3rica da betala\u00edna. Ent\u00e3o, aquela estrutura que traz a cor para o composto vai ser afetada de alguma forma e n\u00f3s vamos acompanhar geralmente essas tr\u00eas poss\u00edveis varia\u00e7\u00f5es que acontecem de intera\u00e7\u00e3o com o ambiente\u201d, explica Fabiano Severo Rodembusch, doutor em s\u00edntese org\u00e2nica e docente do Instituto de Qu\u00edmica\u00a0 Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).<\/p>\n
Quando pensamos na propriedade antioxidante, por sua vez, ela pode ser utilizada como suplementa\u00e7\u00e3o no combate a doen\u00e7as associadas \u00e0 forma\u00e7\u00e3o excessiva de radicais livres. \u201cQuando voc\u00ea come\u00e7a a produzir um monte de radicais livres, o seu corpo fica no estado que a gente chama de estresse oxidativo \u2014 que \u00e9, fundamentalmente, uma inflama\u00e7\u00e3o generalizada. Aliado a outras condi\u00e7\u00f5es, isto gera um monte de doen\u00e7as que s\u00e3o fatais e que comprometem a qualidade de vida das pessoas, tipo s\u00edndrome metab\u00f3lica, tipo c\u00e2ncer. Nesses casos, a suplementa\u00e7\u00e3o com antioxidantes \u00e9 muito bem-vinda, porque voc\u00ea retoma o balan\u00e7o\u201d, explica Bastos.<\/p>\n
Na alimenta\u00e7\u00e3o, em um produto que vai para o mercado, existe outro ponto determinante que est\u00e1 relacionado \u00e0s modifica\u00e7\u00f5es nesses compostos. No caso de um antioxidante extra\u00eddo de uma beterraba, por exemplo, n\u00e3o h\u00e1 problemas \u2014 trata-se de uma composi\u00e7\u00e3o natural. Por\u00e9m, ao trabalhar em uma escala menor, modificando as mol\u00e9culas desse antioxidante para um determinado alimento, s\u00e3o necess\u00e1rios in\u00fameros estudos para garantir que essas altera\u00e7\u00f5es n\u00e3o tenham um efeito indesejado, como toxicidade.<\/p>\n
Al\u00e9m das aplica\u00e7\u00f5es voltadas \u00e0 \u00e1rea da sa\u00fade e de cosm\u00e9ticos, esses produtos naturais, a partir da propriedade antioxidante, tamb\u00e9m podem ser usados em sistemas tecnol\u00f3gicos para intermediar processos eletr\u00f4nicos. \u201cSe voc\u00ea tiver uma nanopart\u00edcula para fazer um dispositivo eletr\u00f4nico, ou se voc\u00ea tiver qualquer coisa que precise que a carga el\u00e9trica se mova, essas betala\u00ednas ajudam. A gente consegue favorecer processos relacionados \u00e0 eletricidade\u201d, diz Erick Bastos.<\/p>\n
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Lidando com as cores: da natureza \u00e0s prateleiras<\/p>\n
Um ponto-chave para a aplica\u00e7\u00e3o dos compostos naturais nos diferentes produtos que temos contato no cotidiano \u00e9 conseguir manter as propriedades desses compostos fora de seu espa\u00e7o natural \u2014 seja a beterraba, uma flor ou outra mat\u00e9ria. No caso da cor, um exemplo dado por Bastos \u00e9 o que acontece com as rosas. Se ao ar livre, de dia, as p\u00e9talas de uma rosa fossem retiradas e imersas em \u00e1lcool, notar\u00edamos que o l\u00edquido ficaria colorido. Mas, depois de algum tempo, essa cor sumiria. A\u00ed est\u00e1 a quest\u00e3o-chave dos pigmentos naturais \u00e0 base de betala\u00edna: eles s\u00e3o inst\u00e1veis fora de seu ambiente biol\u00f3gico. Ou seja, a mol\u00e9cula fica suscet\u00edvel \u00e0 quebra, o que resulta na perda de cor. A partir dessa constata\u00e7\u00e3o, pesquisadores do IQ e da UFRGS se uniram para propor uma maneira de estabilizar essas mol\u00e9culas de pigmento.<\/p>\n
Fabiano Rodembusch coordena o grupo Fotoqu\u00edmica Org\u00e2nica Aplicada, que faz parte do projeto, e explica que quaisquer materiais que possam ser protegidos da degrada\u00e7\u00e3o pelo efeito da luz e da temperatura podem viabilizar resultados importantes. \u201cO que tem no dia a dia, que tem problema de fotoprote\u00e7\u00e3o, de ser termicamente inst\u00e1vel? E a\u00ed a gente pensa: \u2018bom, quem sabe os corantes aliment\u00edcios, quem sabe toda a qu\u00edmica da cor\u201d.<\/p>\n
A ideia deu certo. Ao inv\u00e9s de buscarem a estabiliza\u00e7\u00e3o atrav\u00e9s de modifica\u00e7\u00f5es na estrutura da mol\u00e9cula, os pesquisadores chegaram a esse resultado por meio do encapsulamento da betala\u00edna. \u201cSe voc\u00ea prepara um material com a chamada \u2018qu\u00edmica doce\u2019 \u2014 que \u00e9 uma qu\u00edmica que n\u00e3o usa tanta temperatura, n\u00e3o usa catalisadores muito agressivos \u2014 e trabalha com um sistema em que voc\u00ea consegue ter um material homog\u00eaneo, encapsulado, com propriedades t\u00e9rmicas e \u00f3pticas aumentadas, isso pode ter uma aplica\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica muito grande\u201d, explica Rodembusch.<\/p>\n
Para evoluir os resultados da pesquisa, est\u00e1 sendo desenvolvida uma patente para a cria\u00e7\u00e3o de uma startup entre as universidades. \u201cEssa \u00e9 uma patente em conjunto das duas universidades, a gente criou um jeito de conseguir estabilizar [a betala\u00edna]. N\u00e3o foi mudando a mol\u00e9cula para ela ficar mais est\u00e1vel, a gente usou um outro caminho. Conseguimos grudar essa mol\u00e9cula numa estrutura que n\u00e3o deixa nada chegar at\u00e9 ela, portanto ela n\u00e3o quebra\u201d, conta Bastos.<\/p>\n
Ci\u00eancia entre universidades e reflex\u00f5es do fazer cient\u00edfico<\/p>\n
Sem d\u00favidas, os resultados e as aplica\u00e7\u00f5es de um projeto cient\u00edfico s\u00e3o de extrema import\u00e2ncia para a comunidade cient\u00edfica e para a sociedade, que se beneficia nesse processo. Para alcan\u00e7ar os resultados esperados, muitas vezes s\u00e3o necess\u00e1rios anos de estudo, o que vai de encontro com poss\u00edveis expectativas de um mercado que estimula a \u201cpressa\u201d nos processos, por exemplo. Com isso, a busca pela aplica\u00e7\u00e3o pode se tornar o principal motor de uma pesquisa, mas existem alternativas de mesma import\u00e2ncia. \u201cSe a gente come\u00e7a a fazer pesquisa pensando em entender o que a gente est\u00e1 desenvolvendo, buscando compreender a intera\u00e7\u00e3o da luz com a mat\u00e9ria, no nosso caso espec\u00edfico, e enxergamos ali uma potencial aplica\u00e7\u00e3o, a\u00ed vamos por esse caminho. Mas, para quem j\u00e1 come\u00e7a a fazer pesquisa pensando na aplica\u00e7\u00e3o final, \u00e0s vezes no caminho deixa de enxergar muita coisa\u201d, diz o docente da UFRGS.<\/p>\n
A colabora\u00e7\u00e3o entre as duas institui\u00e7\u00f5es demonstra outro ponto-chave para o fazer cient\u00edfico, que \u00e9 estar aberto e atento para as produ\u00e7\u00f5es e profissionais de outras localidades e especialidades. \u201cSeja l\u00e1 o que a gente precisa, a gente se cerca de um monte de gente e colabora com todo mundo para resolver uma quest\u00e3o cient\u00edfica que pode ser relevante para um n\u00famero grande de pessoas\u201d, diz Bastos.<\/p>\n
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Mais informa\u00e7\u00f5es: e-mails elbastos@usp.br<\/a> e rodembusch@iq.ufrgs.br<\/a><\/p>\n *Da Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o do IQ<\/p>\n Fonte: Jornal da USP<\/p>\n