Os microplásticos, partículas plásticas com tamanho inferior a 5 mm, têm ganhado notoriedade em estudos ambientais, devido a sua onipresença no ambiente e à capacidade de interação com compostos das mais diferentes classes. Essa interação ocorre principalmente em ambiente aquático, em que tanto os microplásticos quanto os demais contaminantes estão presentes de forma concomitante. Assim, os microplásticos atuam como vetores de compostos orgânicos e inorgânicos, alterando a dinâmica de distribuição no ambiente. Com isso, os microplásticos são capazes de interferir na degradação de contaminantes, por exemplo pesticidas, afetando sua persistência no ambiente e consequentemente, seu potencial tóxico para a biota. Estudos que envolvem a sorção de compostos em microplásticos são recorrentes na literatura, no entanto uma investigação mais detalhada sobre como ocorrem as interações nesses sistemas e a influência da presença dos microplásticos nos processos de degradação ainda são uma lacuna a ser preenchida na área científica. Nesse contexto, este projeto visa avaliar a degradação da atrazina, um dos pesticidas mais comercializados no Brasil e frequentemente encontrado em matrizes ambientais, utilizando sistemas de microcosmo de água superficial na presença de microplásticos de polietileno e poliamida. Este projeto contribuirá para o desenvolvimento do Projeto Temático iniciado recentemente, intitulado "Destino e impactos de microplásticos e pesticidas em matrizes aquáticas e terrestres em contextos agrícolas", de responsabilidade da Professora Cassiana C. Montagner. A utilização de um composto modelo, como a atrazina, em estudos realizados em sistemas de microcosmo, permite simular uma condição mais real e ampla dos fenômenos que ocorrem no ambiente aquático. Atualmente, existe uma carência de dados referente às interações dos microplásticos com produtos de degradação de pesticidas. Visto que alguns dos produtos de degradação da atrazina podem apresentar maior toxicidade à biota do que a molécula de origem, é fundamental compreender e elucidar a dinâmica de distribuição desses compostos em ambiente aquático na presença de microplásticos. Para a realização deste projeto serão utilizados microplásticos em suas formas virgem e degradada em laboratório. Os microplásticos serão caracterizados utilizando técnicas previamente descritas na literatura. A formação dos produtos alvo de degradação da atrazina será acompanhada através de experimentos cinético. Possíveis produtos não alvo de degradação do pesticida também poderão ser identificados ao longo do estudo. (AU)

O uso de agrotóxico é um fator determinante na sobrevivência de abelhas, as quais podem se contaminar por ingestão de recursos contaminados ou por contato direto. Estas formas de contaminação costumam ser agudas e, mesmo que ocorra o estoque de alimento contaminado no interior ninho, este pode afetar funções fisiológicas e comportamentais a longo prazo. Entretanto, o produto que permanece por mais tempo no interior da colmeia é a cera, que devido as suas características pode agrupar ingredientes ativos por longo tempo, afetando diretamente as abelhas. Desta forma, estamos propondo na presente pesquisa avaliar o efeito de dois agrotóxicos usuais adicionados a cera, o sulfoxaflor e cloropirifós, bem como suas associações, no desenvolvimento larval das abelhas e em duas fases de vida adulta das abelhas (nutrizes e campeiras). Para isto serão selecionadas colônias sem a presença de doenças para o vírus da paralisia aguda (VPA), vírus deformador de asas (VDA), Melissococcus pluton, Nosema apis, Nosema ceranae, Paenibacillus larvae. Serão realizados os seguintes tratamentos, contendo 05 colônias por tratamento: Tratamento Controle - adição de quadros contendo lâmina de cera sem contaminação. Tratamento 2: Quadro contendo lâmina de cera com o agrotóxico Sulfoxaflor (16,97 µg/kg). Tratamento 3: Quadro contendo lâmina de cera com o agrotóxico Cloropirifós (24,95 µg/kg). Tratamento 4: Quadro contendo lâmina de cera com a associação dos agrotóxicos Sulfoxaflor (16,97 µg/kg) e Cloropirifós (24,95 µg/kg). A cera de cada tratamento será confeccionada por meio de moldes e incrustada em quadro de ninho. Após a construção do favo, a rainha será confinada nesse quadro para a padronização da postura. Após, os quadros serão marcados para acompanhar as fases de desenvolvimento larval. Serão coletadas larvas de abelhas no quinto dia de desenvolvimento para as análises genéticas e microflora intestinal. Dezenove dias após a postura, 01 quadro contendo favos de cria fechada será retirado de cada colônia experimental, envolto em tecido filó e mantido em incubadora com temperatura e umidade controladas (33±1,0ºC e 75% umidade) até o nascimento das abelhas. Após, as abelhas recém-emergidas serão marcadas (aproximadamente 200 abelhas na parte dorsal do tórax, de cada colônia, totalizando 2.000 abelhas), com caneta atóxica e reintroduzidas em suas colônias de origem. Estas abelhas marcadas serão capturadas nas respectivas colmeias com sete dias de idade para as análises de expressão gênica, desenvolvimento de glândulas mandibulares e hipofaringeanas e microflora intestinal. Abelhas na fase de campeiras (21 dias) serão recuperadas de suas respectivas colônias para a avaliação da expressão gênica e microbiota intestinal. Serão avaliados também a mortalidade de abelhas e o desenvolvimento populacional das colônias. Espera-se com esse projeto obter importantes informações de como a exposição de abelhas Apis mellifera aos agrotóxicos estudados pode afetar seu desenvolvimento e vida adulta. (AU)

O sudeste brasileiro apresenta o maior remanescente contínuo do bioma Mata Atlântica, sendo considerado Patrimônio Natural da Humanidade pela UNESCO devido a sua biodiversidade e natureza. Apesar dos esforços para que o crescimento na produção agrícola aconteça de forma sustentável e segura, o uso de agrotóxicos aumenta os riscos aos ecossistemas naturais e muitos são os prejuízos ambientais gerados nos diferentes compartimentos. O objetivo principal desta proposta é a aplicação de metodologias inovativas em ecotoxicologia a partir do uso de dados de precipitação (machine learning) e desenvolvimento de protótipos aplicados a tecnologia assistiva sustentável, para a avaliação da toxicidade e monitoramento de ambientes aquáticos potencialmente contaminados por misturas de agrotóxicos. Para isso, serão criados chips microfluídicos em impressoras 3D, onde embriões e larvas de organismos não alvo serão inseridos e expostos às amostras contaminadas com gradiente de concentração das misturas dos agrotóxicos para a observação dos efeitos deletérios (toxicidade, comportamento, alterações morfológicas, bioquímicas etc.). Biossensores enzimáticos serão desenvolvidos para a rápida detecção dos resíduos de agrotóxicos ainda em campo, como uma metodologia alternativa, acessível, rápida e barata comparada às análises químicas em laboratório. A utilização de técnicas de geoprocessamento possibilitará a obtenção de informações espacialmente explícitas sobre a contaminação por agrotóxicos, fornecendo uma visão abrangente dos padrões de dispersão desses resíduos no ambiente, dando suporte a estratégias de monitoramento ambiental e remediação. Análises ecotoxicológicas tradicionais (ensaios agudos e crônicos de curta duração) serão conduzidos a fim de avaliar a toxicidade das misturas, e subsidiar a Análise de Risco Ambiental pelo uso de agrotóxicos na Mata Atlântica. Modelagens baseadas no uso de machine learning serão testadas para o desenvolvimento de ferramentas de análises preditivas dos potenciais riscos às comunidades biológicas. (AU)

A GrowD é uma startup especializada em produtos orgânicos à base de diatomáceas, um grupo de microalgas. Nosso primeiro produto, o EcoShield, é um defensivo agrícola orgânico feito de pós-inertes de diatomáceas e extratos vegetais com propriedades inseticidas. O foco principal é proteger sementes de importância econômica, como milho, soja, café, feijão, arroz e lentilha, formando uma película protetora ao redor das sementes sem alterar sua forma ou tamanho, esta película terá o poder de proteger e tratar as sementes durante o armazenamento. Nossa proposta é oferecer uma solução sustentável e eficiente, utilizando tecnologia inovadora, em comparação com os defensivos convencionais disponíveis no mercado (AU)

A contaminação do meio ambiente por partículas de plástico [isto é, partículas < 5 mm de tamanho conhecidas como microplásticos (MPs)] emergiu como uma das questões mais proeminentes atualmente enfrentadas pelas agências ambientais governamentais em todo o mundo. Embora essas partículas geralmente tenham baixa toxicidade, elas são altamente persistentes e sua capacidade de sorver substâncias tóxicas e lixiviar seus aditivos tem potencial para alterar o destino ambiental e a ecotoxicidade dessas substâncias. Os materiais plásticos utilizados no setor agrícola são uma das principais fontes de MPs em águas doces, e substâncias como pesticidas podem estar associadas a essas partículas gerando consequências desconhecidas no meio ambiente. Os agrotóxicos estão entre os maiores desafios à sustentabilidade no modelo do agronegócio e as implicações ambientais dos agrotóxicos provavelmente são afetadas pela presença de MPs. Um desafio contínuo para entender o destino ambiental dos pesticidas são os processos que influenciam sua sorção em partículas na fase aquosa, e essas partículas agora incluem a presença de MPs. Neste projeto, propomos uma abordagem multidisciplinar para investigar como pesticidas e microplásticos influenciam mutuamente e individualmente seu destino, transporte e toxicidade no solo e nos ecossistemas de água doce. Tanto os agrotóxicos quanto os MPs são contaminantes ambientais de alta relevância em águas doces de países como o Brasil, que combinam grandes regiões de produção agrícola intensiva que têm fortes impactos na prestação de serviços ecológicos desses ambientes. O projeto experimental integrativo e inovador incluirá (1) experimentos de laboratório e mesocosmos para entender melhor a sorção/dessorção de pesticidas a MPs sob diferentes condições ambientais, presença de biofilmes, aditivos plásticos, etc. e (2) testes toxicológicos chave para avaliar biodisponibilidade, efeitos comportamentais e concentração letal causados pela associação desses contaminantes aos organismos, além dos efeitos sobre funções e serviços ecossistêmicos. (AU)

Ao longo dos anos, o potencial aumento na industrialização, agricultura e produção animal ocorreu para atender à crescente demanda por alimentos devido ao aumento do tamanho da população no mundo. No entanto, esse aumento geralmente não está associado ao fornecimento de alimentos livres de poluentes aos consumidores. No Brasil, a agricultura é um pilar econômico que tem experimentado um crescimento exponencial nos últimos anos. Pesticidas, como glifosato, 2,4-D e atrazina, constituem um fator importante para a viabilidade dessa grande produtividade agrícola; no entanto, eles fazem do país um dos maiores consumidores de pesticidas do mundo. Resíduos de pesticidas e poluentes ambientais legados, como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) e substâncias per- e poli-fluoroalquil (PFAS), são frequentemente detectados em alimentos e são uma preocupação crescente para a saúde humana e ambiental. Pesticidas são rotineiramente aplicados às plantas para controlar pragas e melhorar a produtividade das colheitas. Enquanto isso, o processamento de alimentos pode contaminar com HPAs, que são produzidos pela combustão incompleta de material orgânico. Os PFAS são onipresentes na vida cotidiana, pois são amplamente utilizados em embalagens de alimentos e produtos repelentes de água como o "Teflon". Nesse sentido, a adoção de programas de avaliação sistemática da composição química dos alimentos que compõem a dieta básica de uma determinada população é de fundamental importância para garantir a segurança alimentar. Em todo o mundo, o desenvolvimento de valores de referência toxicológicos em alimentos é uma área de pesquisa científica em andamento. No entanto, no Brasil, esses dados são escassos. A exposição humana a esses produtos químicos reflete a exposição combinada por meio de várias vias. Muitos estudos mostraram que a ingestão oral é uma via importante para muitos poluentes orgânicos. No entanto, a maioria dos estudos que avaliam a exposição humana a poluentes por meio da ingestão oral não considerou os complexos processos de absorção no trato gastrointestinal, a biodisponibilidade absoluta ou a biodisponibilidade relativa. Portanto, omitir o fator de absorção superestimaria a exposição humana e os riscos à saúde associados. Neste contexto, tanto as avaliações de biodisponibilidade quanto as de bioacessibilidade visam fornecer uma avaliação mais realista do risco à saúde, medindo a porção de uma determinada substância liberada dos alimentos por meio da digestão. Depois disso, é possível estimar a ingestão diária de poluentes ingeridos pelas populações. Por meio desses resultados, as autoridades de saúde pública podem orientar as indústrias de alimentos no desenvolvimento de novos produtos e apoiar políticas de proteção ao meio ambiente e à biodiversidade. De acordo com isso, o principal objetivo da presente proposta é determinar os níveis de pesticidas, PAH e PFAS em alimentos nas cinco regiões do Brasil e avaliar a biodisponibilidade humana e a bioacessibilidade desses poluentes orgânicos por meio de abordagens in vivo e in vitro. Além disso, serão calculadas as doses estimadas de exposição a esses produtos químicos pelos brasileiros por meio da ingestão alimentar e a avaliação de risco dessas exposições. O presente estudo pretende suprir uma necessidade no Brasil de garantir a segurança alimentar de nossa população por meio do amplo conhecimento da qualidade dos alimentos consumidos em relação aos poluentes ambientais, bem como fornecer subsídios para futuros programas de saúde pública no âmbito toxicológico. (AU)

O Brasil é o terceiro maior exportador agrícola do mundo, mas as doenças e pragas que atacam as diferentes culturas representam um grande desafio à expansão produtora. Segundo a FAO, o consumo relativo de agrotóxicos no país foi de 4,31 quilos de defensivos por hectare cultivado em 2016. Em vista do alto consumo de defensivos agrícolas que nem sempre controlam as pragas e doenças, além de ocasionarem danos ambientais e na saúde humana, a indústria de defensivos agrícolas está à procura de agentes biológicos que possam ser um método alternativo para o controle destas pragas e doenças, que quando não controladas podem causar perdas de até 80% na produção. As bactérias simbiontes de nematoides entomopatogênicos (Xenorhabdus e Photorhabdus), os actinomicetos e as bactérias do gênero Bacillus caracterizam-se pela produção de compostos antimicrobianos e inseticidas que podem servir como fonte potencial de novos controladores biológicos de pragas e doenças em plantas. Este projeto tem como objetivo avaliar bactérias simbiontes de nematoides entomopatogênicos, actinomicetos e Bacillus obtidos de ambiente extremos quanto ao potencial para inibir o crescimento de fungos e bactérias fitopatogênicas, e causar mortalidade de ácaros, insetos e nematoides fitoparasitas, além das características desejadas para uso como biofertilizante. Com os resultados obtidos, esperamos que haja desenvolvimento de produtos para uso como defensivos biológicos e biofertilizantes. (AU)

Pesticidas são produtos químicos usados para combater ervas daninhas, insetos, bactérias, fungos, entre outras classes que podem prejudicar a agricultura, no entanto, muitos deles são extremamente tóxicos ao meio ambiente, alcançando organismos não-alvos, causando desequilíbrio biológico, contaminando as águas superficiais e subterrâneas e afetando a saúde humana. Nesse projeto, propõe-se aplicar processos oxidativos avançados como Fenton, solar e foto-Fenton solar para o tratamento de efluentes aquosos simulados com diferentes pesticidas, a princípio herbicidas, a partir de produtos comerciais, tais como: Roundup® (glifosato), Tordon® (2,4-D) e Gramoxone® (paraquat). A escolha desses herbicidas se deu por estudo anterior do grupo de pesquisa e, consequente, complementação em maior escala por meio da construção de um reator solar do tipo CPC (coletor parabólico composto), o qual permitirá o estudo visando aplicação em tratamentos de efluentes reais e diversos. Para avaliar a eficiência dos tratamentos serão realizados testes de toxicidade com diferentes bioindicadores (sementes e peixes). Para isso, as amostras obtidas após aplicação dos diferentes tratamentos serão usadas para realizar a germinação de sementes de diferentes cultivos (pepino, milho, tomate e/ou alface) e posterior análises de fitotoxicidade: proteínas totais, peroxidação lipídica de membranas (MDA), superóxido dismutase (SOD), peróxido de hidrogênio e catalase, e também serão usadas como meio aquático para espécimes zebrafish, os quais serão submetidos a testes de toxicidade aguda e crônica aos pesticidas e análises histológicas e da morfologia nuclear eritrocitária. Essa proposta está relacionada aos objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) 6 e 14, relacionando água e a vida na água: conservação, disponibilidade, gestão, saneamento e sustentabilidade. (AU)

Há uma necessidade crescente por métodos sustentáveis para o combate de pestes na agricultura. O cobre é reconhecidamente o agente antimicrobiano mais utilizado para esta finalidade, inclusive em produções orgânicas. Uma das atividades agrícolas que empregam cobre com alta frequência e quantidade é a citricultura para combate de doenças como o cancro cítrico, causado pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri. Esta doença é endêmica nas regiões maiores produtoras de laranjas, com exceção da Europa. A citricultura gera US$2 bilhões/ano em exportações para o Brasil, dado que mostra sua importância. Este projeto visa desenvolver tecnologias sustentáveis para a proteção de citros e em alternativa ao cobre. Mais especificamente, focaremos na fabricação de microgéis responsivos a estímulos específicos e capazes de: 1) adesão às folhas de citros e 2) liberação controlada de compostos antibacterianos. Em colaboração com parceiros do setor privado/industrias brasileiras, testaremos a eficácia dos nossos defensivos em campo. Nossa pesquisa está baseada nas atividades de em um time multidisciplinar que contribuirá com soluções práticas para a produção dos bio-blocos derivados de biomassa, que serão posteriormente utilizados na produção dos defensivos a serem utilizados em uma citricultura mais sustentável para um futuro próximo. O grupo de pesquisa combinará microgéis com compostos antibacterianos (galatos, diidroxibenzoatos, eugenol), previamente avaliado contra Xanthomonas. Os microgéis se ligam às folhas das plantas conferem estabilidade a longo prazo para as biomoléculas. Os microgéis, carreadores dos compostos antimicrobianos serão sintetizados utilizando biopolímero (quitosana), para garantir a sua biodegradação completa em condições ambientais (no campo). A extração e o aumento da produção de biopolímero serão otimizados para a síntese de microgel em larga escala. A liberação controlada de compostos bioativos do microgel será obtida através do uso de gatilhos ambientais (umidade, luz, enzimas etc.) para um preciso combate das bactérias. A simulação de chuva em estufa será usada para verificar a fixação nas folhas dos microgéis/compostos carreadores. Os microgéis serão otimizados para que a liberação e a eficácia antibacteriana sejam ideais nas condições de cultivo. Além disso, a toxicidade para as abelhas, e outros modelos de animais/plantas, será determinada para estabelecer se os microgéis são seguros para aplicação. A melhor formulação de microgel/composto antibacteriano será escalonado para aplicação em campo. Testes de campo com a empresa Fundecitrus determinará a eficácia do microgel/composto antibacteriano na proteção contra o cancro cítrico. O teste em campo será realizado em condições de cultivo em comparação com cobre e tratamento com os compostos antibacterianos não encapsulados. Paralelamente ao desenvolvimento dos microgéis, a empresa parceira Santa Clara avaliará a compatibilidade dos compostos antibacterianos e adjuvantes (normalmente utilizados na agricultura), preparando formulações que podem ser avaliadas de forma direta e fácil em testes de estufa e de campo. As formulações serão testadas quanto à sua eficácia usando teste de proteção de plantas em estufa, e as melhores formulações serão posteriormente aplicadas em campo. O impacto ambiental será avaliado através de ferramentas de biodegradação e a ecotoxicidade. Estabilidade e impacto ambiental dos compostos antibacterianos, formulações e microgéis serão analisados por meio de degradação em solo e sequenciamento de metagenoma (avaliação dos efeitos na microbioma do solo). Avaliação do ciclo de vida e análise de mercado serão realizados para medir o impacto ambiental, econômico e social da nova tecnologia. Será realizada uma avaliação comparativa do ciclo de vida do impacto ambiental e na saúde, considerando o produto formulado que será desenvolvido neste projeto e as formulações à base de cobre usadas atualmente. (AU)

O Brasil é o terceiro País no mundo em termos de total de toneladas de pesticidas utilizadas por ano, sendo amplamente utilizados pela agricultura para o controle de pragas. Porém, desde que pesticidas são tóxicos para a vida é inevitável a toxicidade para humanos. Devido ao intenso uso dessas substâncias, contaminação dos ecossistemas ocorrem. No Brasil, pelo menos 27 pesticidas são encontrados na água potável. O Ministério da Saúde (MS) criou concentrações limites, consideradas não tóxicas, que podem ser encontradas na água. Todavia, na literatura, não existe um estudo sistemático sobre a toxidade desses compostos sobre os órgãos, incluindo o coração e sistema nervoso, nas concentrações consideradas seguras pelo MS. Também não se sabe se a mistura desses pesticidas na água pode aumentar a toxicidade desses compostos. Dessa forma, temos por objetivo responder as seguintes perguntas: 1) avaliar in vitro se pesticidas isolados ou em mistura causam toxicidade aguda e/ou crônica em cardiomiócitos e/ou neurônios derivados de células tronco pluripotentes utilizando as concentrações limites recomendadas pelo MS; 2) investigar in vivo se pesticida isolado ou em mistura no longo prazo impacta o funcionamento do coração e do sistema nervoso central utilizando as concentrações recomendadas pelo MS; 3) avaliar in vivo no longo prazo como que as concentrações limites, de pesticidas isolados ou misturas, sugeridas pelo MS impactam o funcionamento do coração e do sistema nervoso da prole de roedores prenhas expostas aos pesticidas durante a gravidez; 4) determinar se polimorfismos genéticos do SCN5A aumentam a potência dos pesticidas sobre o canal de sódio Nav1.5 in vitro. Ao final será possível determinar a segurança da água potável no Brasil em termos de contaminação por pesticidas ou se mudanças são necessárias nas recomendações do MS sobre o tema. (AU)