*Marquandomyces marquandii* pode tornar-se um hidrogel biomédico vivo

Os fungos são sobretudo conhecidos por devolverem à Terra a matéria orgânica morta, mas os cientistas dos materiais estão a investigar se poderão, um dia, ajudar o nosso corpo a reparar-se sob a forma de hidrogéis especiais.

Para desempenhar uma função em contextos biomédicos, um hidrogel precisa de uma estrutura multicamada semelhante à da nossa pele, cartilagem e músculos. Embora alguns engenheiros estejam a desenvolver versões sintéticas que imitam a biologia, cientistas da Universidade do Utah encontraram um hidrogel que, literalmente, tem vida própria.

Marquandomyces marquandii e os hidrogéis biointegrados

Marquandomyces marquandii é uma espécie comum de bolor do solo e uma candidata promissora para esta tarefa. Este fungo passou por uma pequena crise de identidade: foi classificado incorretamente como Paecilomyces marquandii até ser transferido para o seu próprio género, em 2020. Em breve, poderá juntar a designação de «hidrogel biointegrado» ao seu currículo.

Os hidrogéis biointegrados são produzidos a partir de organismos que sabemos serem capazes de formar redes complexas e reticuladas, potencialmente aptas a substituir os nossos próprios tecidos moles.

«Os hidrogéis são considerados uma alternativa promissora para aplicações de regeneração e engenharia de tecidos, suportes para culturas celulares, biorreatores celulares e dispositivos vestíveis, devido à sua capacidade de reproduzir de perto as propriedades viscoelásticas dos tecidos moles», escreve o autor principal Atul Agrawal, engenheiro da Universidade do Utah, juntamente com os seus colaboradores.

Uma rede de micélio em camadas

Embora os cogumelos e a penugem do bolor sejam as formas mais familiares dos fungos, estas são, na realidade, as partes reprodutivas do organismo. Os fungos são constituídos sobretudo por uma rede de filamentos chamada micélio, habitualmente escondida no interior do solo, da madeira ou daquele abacate velho no fundo da fruteira. É esta rede fibrosa e estratificada que tornou os fungos num biomaterial tão interessante de explorar.

«À medida que crescem, formam estas paredes transversais, que depois compartimentam um filamento muito comprido em muitas, muitas células individuais», explica o micólogo Bryn Dentinger, do Museu de História Natural do Utah. «Continuarão a crescer indefinidamente, desde que haja nutrição suficiente… há muito que poderíamos aproveitar destes comportamentos e que ainda não foi plenamente explorado.»

Outros fungos já foram testados pelo seu potencial enquanto hidrogéis biomédicos, mas revelaram-se frequentemente demasiado frágeis ou secavam depressa demais. Não foi esse o caso de M. marquandii, que, cultivado através de um método de fermentação líquida estática, formou um hidrogel capaz de reter até 83 percentagem de água.

«O que aqui se vê é um hidrogel com múltiplas camadas», afirma Agrawal, referindo-se a uma das colónias de fungos que cultiva num balão de vidro cheio de meio de cultura líquido amarelado.

«É visível a olho nu, e estas várias camadas têm porosidades diferentes. Assim, a camada superior tem cerca de 40 percentagem de porosidade, seguindo-se bandas alternadas com 90 percentagem e 70 percentagem de porosidade.»

Estrutura ajustável para aplicações biomédicas

A equipa suspeita que estas camadas distintas resultem de alterações no ritmo e na estratégia de crescimento. Por exemplo, no ponto em que o fungo alcançou a superfície do meio de crescimento, a porosidade foi mais baixa, talvez por estar a dar prioridade ao crescimento lateral. Isto significa que os cientistas poderiam ajustar as condições de crescimento, como o fornecimento de oxigénio e a temperatura, para otimizar a microestrutura do hidrogel conforme a utilização prevista.

«Este, em particular, conseguiu desenvolver grandes e robustas camadas de micélio, que é aquilo que nos interessa», diz Steven Naleway, engenheiro de materiais da Universidade do Utah. «O micélio é constituído principalmente por quitina, semelhante à presente nas conchas marinhas e nos exoesqueletos dos insetos. É biocompatível, mas também é um tecido altamente esponjoso.»

«Em teoria, poderia ser usado como modelo para aplicações biomédicas ou poderia tentar-se mineralizá-lo para criar uma estrutura de suporte para osso», acrescenta Naleway.

Passará muito tempo até que um médico possa oferecer pele de cogumelo para tratar queimaduras ou uma prótese da anca cultivada por fungos. Não se sabe que M. marquandii seja prejudicial para os seres humanos, mas estudos em animais indicam que a quitina presente no bolor pode provocar reações alérgicas raras.

Por outro lado, M. marquandii pode ajudar algumas plantas a crescer. Por isso, serão necessários muitos mais testes para perceber até que ponto este fungo do solo consegue coexistir com tecido vivo - não podemos correr o risco de um cenário como o de The Last of Us.

«Tanto quanto sabemos, este é o primeiro relato de uma espécie de micélio que alcança propriedades semelhantes às de um hidrogel em condições de crescimento submerso, posicionando M. marquandii como um material novo e promissor para aplicações biomédicas», escreve a equipa.

A investigação foi publicada no The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society.