Fungos de Chernobyl podem proteger astronautas de radiação cósmica

Uma experiência feita a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês) demonstra o potencial de um fungo resistente para proteger os astronautas da radiação cósmica. Este fungo já provou sua força dentro de um dos lugares mais hostis da Terra: a usina nuclear de Chernobyl.

A radiação cósmica galática continua sendo um impedimento preocupante para uma presença humana sustentada no espaço.

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Este problema está começando a ficar um pouco urgente, com o planejamento da missão Artemis da NASA para a Lua programado para 2024, juntamente com as promessas de missões tripuladas a Marte e o estabelecimento de colônias marcianas.

Uma viagem de ida e volta de 360 dias ao Planeta Vermelho, por exemplo, exporia os astronautas a dois terços de sua exposição permissível por toda a vida, ou 662 mSv (milésimos de Sievert, unidade que mede os efeitos biológicos da radiação), tornando-os vulneráveis a inúmeros riscos à saúde, incluindo cânceres fatais.

Cientistas e engenheiros propuseram várias soluções para resolver o problema, incluindo um escudo defletor do tipo Star Trek e uma proposta para fabricar tijolos de proteção contra radiação do regolito marciano.

Mas como novas pesquisas carregadas no servidor de pré-impressão bioRxiv apontam, uma solução pode já existir na forma de um fungo extremófilo conhecido como Cladosporium sphaerospermum.

Os cientistas descobriram este organismo em 1886, e ele foi encontrado em ambientes radioativos, incluindo as piscinas de resfriamento da usina nuclear danificada de Chernobyl, onde os níveis de radiação tem três a cinco ordens de magnitude maiores do que os níveis normais.

C. sphaerospermum é um fungo melanizado e radiotrófico – um organismo capaz de converter energia radioativa em energia química, o que faz usando pigmentos de melanina dentro de suas paredes celulares. Parece estranho, mas é análogo à fotossíntese, na qual as plantas convertem energia da luz visível em energia útil.

“A melanina pode ser também como o fungo se protege dos efeitos nocivos da radiação, com o ‘efeito colateral’ de uma energia plus, que provavelmente levou o fungo a encontrar habitats ideais em ambientes radioativos”, explicou Nils Averesch, co-autor do estudo e cientista do Centro de Pesquisa NASA Ames, em um e-mail.

Dado o apetite incomum por radiação deste fungo, os co-autores Graham Shunk e Xavier Gomez, ex-alunos do ensino médio que participaram do “Go for Launch!” da Higher Orbits (um programa sem fins lucrativos que promove os campos de ciência, tecnologia, engenharia e matemática), e outros, conceberam uma experiência para determinar quanta radiação este organismo poderia absorver no espaço. Eles também procuraram avaliar sua adequação como um meio para um escudo de radiação.

“Eles postularam que se um organismo utiliza radiação, ele também deve ser resistente a ela e capaz de reduzi-la, também no espaço”, disse Averesch. “Eles desenvolveram um conceito para uma experiência que testaria isso com radiação no espaço (já que a radiação espacial é bastante diferente dos ambientes radioativos na Terra) e foram premiados por meio da fundação Higher Orbits”.

O local escolhido para esta experiência foi a Estação Espacial Internacional, que apresenta um ambiente de radiação único, não muito diferente da superfície de Marte.

Para realizar o teste, uma placa de Petri foi dividida ao meio, com um lado tendo o C. sphaerospermum e um lado vazio servindo como controle negativo. Os fungos podiam crescer por 30 dias, enquanto os níveis de radiação eram monitorados a cada 110 segundos com um contador Geiger.

Os resultados mostraram que os fungos eram capazes de se adaptar ao ambiente de microgravidade da baixa órbita terrestre e viver da radiação daquele ambiente. Além disso, a experiência mostrou que uma camada de 1,7 milímetros de espessura de crescimento, ou um “gramado fúngico” como os pesquisadores descreveram, bloqueou a radiação de entrada entre 1,82% a 5,04% em comparação com o controle negativo.

“A margem de erro é devido à incerteza na determinação matemática deste valor”, disse a Averesch. “Embora isto não seja suficiente para proteger os astronautas, é um ponto de partida para o futuro desenvolvimento de um escudo de radiação viva.”

Crescimento fúngico (no lado esquerdo da placa de petri) observado durante as primeiras 48 horas da experiência. Imagem: G. K. Shunk et al., 2020

“Na experiência, pudemos provar que o fungo não prospera apenas na radiação ionizante na Terra, mas também no espaço”, disse Averesch. “Além de não ser destruído pela radiação […] o fungo, de fato, reduz a radiação do espectro medido”.

Os pesquisadores supõem que um gramado fúngico de 21 centímetros de espessura “poderia em grande parte negar o equivalente de dose anual do ambiente de radiação na superfície de Marte”, como eles escreveram no estudo.

C. sphaerospermum foi classificado como “um dos atenuadores de radiação mais eficazes”, tornando-o um candidato promissor para proteger os astronautas contra a radiação cósmica galática, de acordo com a pesquisa.

Como um benefício adicional, o fungo é um substrato auto-sustentável e auto-replicativo capaz de viver mesmo com as menores doses de radiação e biomassa. Ele também pode ser cultivado em muitas fontes diferentes de carbono, tais como resíduos orgânicos.

Como um benefício adicional, o fungo é um substrato auto-sustentável e auto-replicativo capaz de viver mesmo com as menores doses de radiação e biomassa. Ele também pode ser cultivado em muitas fontes diferentes de carbono, tais como resíduos orgânicos.

“Isto reduz significativamente a quantidade de material de proteção que se teria que trazer para Marte, o que talvez seja o que o torne mais animador, já que a massa ascendente é muito restritiva em qualquer cenário de missão em Marte”, explicou Averesch.

Averesch disse que nenhuma solução única deve resolver o problema que é a radiação espacial, mas o fungo poderia ser usado como parte de um sistema multicomponente. O fungo não é prejudicial aos humanos, disse ele, mas a exposição provavelmente seria mínima, em todo caso, porque o microorganismo poderia ser cultivado dentro de uma parede dupla.

Portanto, um começo promissor para esta solução potencial, mas são necessários mais experimentos e dados. Olhando para o futuro, Averesch gostaria de realizar mais testes com crescimento fúngico “para fortalecer os dados e descobertas do estudo” em preparação para submeter o artigo a uma revista científica revisada por pares.

Caso esta solução realmente funcione, os futuros exploradores do espaço seriam sensatos em reconhecer seus companheiros fúngicos – criaturas capazes de suportar a intensa radiação encontrada dentro da usina nuclear de Chernobyl. Há algo de estranhamente tranquilizador nisso.