IMSEAR: Instituto do Milênio do Semi-árido – Ações em seus Quatro Anos

Ana Maria Giulietti & Luciano Paganucci de Queiroz

A iniciativa de implantar Institutos do Milênio em certas regiões estratégicas do Brasil: Semi-Árido, Amazônia e Oceano Atlântico (incluindo áreas litorâneas), foi sem dúvida o reconhecimento por parte do MCT, que, para tais regiões, faltavam informações básicas sobre a caracterização, funcionamento e potencialidades dos seus recursos naturais, o que gerava um atraso científico e tecnológico em relação às demais regiões do país.

Buscando mudar essa situação, foi proposto um edital específico para atender a falta de informações nessas regiões. Em julho de 2001, nossa proposta foi selecionada para receber apoio e, em fevereiro de 2002, iniciamos as atividades do IMSEAR, com prazo para sua conclusão em junho de 2006. O IMSEAR recebeu um aporte de R$ 4.900,000 do MCT, R$ 1,300,000 em bolsas do CNPq e reuniu 23 instituições participantes (veja lista), 20 das quais no Nordeste do Brasil.

As 23 instituições participantes se reuniram para definir quais eram os maiores problemas relacionados aos 20 milhões de habitantes da região, e como eles poderiam ser abordados a partir de pesquisas científicas. Dois dos maiores desafios encontrados na região são a degradação ambiental devido ao uso inadequado e descontrolado da terra por mais de quatro séculos e, juntamente com ele, uma grave falta de conhecimento sobre a biodiversidade do Bioma das Caatingas, com seus fatores altamente especializados a partir dos quais os habitantes sobrevivem. Os recursos hídricos e seu uso racional podem auxiliar a agricultura na região, enquanto uma melhor compreensão de sua biota única e seu uso sustentável, especialmente no combate a doenças, podem também fornecer uma rica fonte de renda, bem como promover saúde às comunidades locais, ao mesmo tempo em que ajuda a preservar o ambiente.

O IMSEAR tem dois focos principais de pesquisa. O primeiro aborda estudos biológicos e está dividido em três programas. O Programa de Biodiversidade visa elaborar bancos de dados e publicar esse conhecimento. O plano tem sido reunir informações para catalogar e mapear a biodiversidade do Bioma das Caatingas, assim como detectar hotspots de biodiversidade na região e espécies endêmicas ameaçadas de extinção. Para o levantamento da fauna, levou-se em conta a bibliografia e os espécimes coletados no Nordeste disponíveis nos museus brasileiros. Para o levantamento das plantas e fungos foram utilizados, além da bibliografia e dos espécimes depositados nos herbários da Região, coletas randômicas em áreas específicas do Piauí, Ceará, Paraíba, Pernambuco, Alagoas e Bahia, dentro do programa de coleta das instituições participantes.

As plantas coletadas constituíram a base dos Programas de Bioprospecção e de Recursos Genéticos do Instituto. O Programa de Bioprospecção visa através de análises fitoquímicas, farmacológicas, imunológicas e toxicológicas encontrar fitoterápicos para algumas das doenças de maior ocorrência no Semi-árido, tais como leischmaniose cutânea e visceral, chagas, esquistossomose e malária. Ao mesmo tempo, compostos foram testados quanto a sua atividade antibiótica e anticancerígina.

O Programa de Recursos Genéticos trabalha com as espécies promissoras, que serão caracterizadas tanto através de sua diversidade genética como de análises moleculares. Paralelamente, serão conservadas ‘ex situ’, por meio de conservação das sementes, propagação e formação de bancos de germoplasmas. O DNA da maior parte das plantas coletadas foi extraído e armazenado no Banco de DNA do LAMOL (Capítulo 21) para análises futuras.

O segundo foco do IMSEAR é o estudo de diferentes aspectos da hidrologia da bacia de dois grandes rios: o São Francisco e de Contas. Os estudos no rio São Francisco envolvem sensoriamento remoto orbital visando analisar os processos de sedimentação que estão ocorrendo nas margens do rio e que constituem um sério problema. No Rio de Contas, o fito- e o zooplâncton estão sendo estudados e monitorados desde a nascente, na Serra do Barbado, Chapada Diamantina (ca. 2000 m de altitude), até a porção mediana do seu curso, quando atravessa diversos tipos de Caatingas. Também, estão sendo estudados os recursos hídricos subterrâneos do sul do Piauí, os maiores do Nordeste, buscando a utilização racional desses recursos. Os três projetos formam o Programa de Recursos Hídricos e foram selecionados por poderem se constituir em modelos de gestão desses recursos, fornecendo grande contribuição para a política de distribuição e conservação da água no semi-árido nordestino.

Uma das principais ênfases do IMSEAR é o fortalecimento das Instituições nordestinas, com a aquisição de equipamentos de última geração, alguns do quais inexistentes na Região, permitindo que as pesquisas utilizem as metodologias mais avançadas nas diversas áreas. Tais equipamentos são utilizados de forma compartilhada por todas as Instituições participantes e também quando possível, por outras instituições da Região.

Outro ponto focal do IMSEAR é a formação de recursos humanos nos níveis de Iniciação Científica nas especialidades do projeto, bem como, fixação de pesquisadores no Nordeste, originários da região ou de diversas partes do país. A associação dos recursos humanos já estabelecidos no Nordeste, acrescidos de novo contingente de pesquisadores, já está propiciando uma nova geração de cientistas que sabe trabalhar cooperativamente em redes, são treinados em técnicas modernas, e sobretudo buscam coletivamente colocar o conhecimento científico na resolução de problemas regionais.

Apesar do pouco tempo de existência do IMSEAR, dificuldades de gestão de uma rede tão grande e diversificada e o longo processo de importação de equipamentos e materiais de consumo, essenciais para a perfeita execução do projeto, vários resultados positivos podem ser apresentados.

Fluxograma

Programa de Biodiversidade:

1. a) Uma lista 8.116 espécies de espermatófitas (plantas com sementes) do Semi-árido foi preparada com base nos herbários; b) Durante o projeto, 3.899 espécimens de angiospermas (plantas com flores) e pteridófitas (samambaias) do Semi-árido foram coletadas; c) Foi preparado um catálogo de 677 espécies e 353 gêneros de plantas da Caatinga da Bahia cujas flores são apículas.

2. Uma lista com 981 espécies de fungos do Semi-árido foi preparada com base em registros de herbário, dos quais 500 espécimes foram coletados durante o projeto;

3. Baseado em literatura e em registros nos museus, foi preparada uma lista de espécies do Semi-árido contendo 439 espécies de aves, 233 de peixes, 66 de répteis e anfíbios, 233 de abelhas e 36 de vespas, ampliando em 210 o número de vertebrados conhecidos para a fauna de região.

Programa de Bioprospecção

1. Extração de 536 componentes obtidos a partir de 90 espécies de plantas nativas do Semi-árido:

- 62 amostras - 60% de inibição da produção de NO;

- 213 amostras - 70% de inibição da linfoproliferação;

- 54 amostras - 30% anti-T. cruzi;

- 22 amostras - 30% anti-Leishmania;

- 27 amostras – atividade bacteriana em S. aureus/E. coli.

2. Isolamento de 103 substâncias puras, incluindo flavonóides, terpenóides, alcalóides, naftoquinonas, fenilpropanonas e outros:

- 33 amostras - 60% de inibição da produção de NO;

- 54 amostras - 70% de inibição da linfoproliferação;

- 4 amostras - 30% anti-T. cruzi;

- 9 amostras - 30% anti-Leishmania;

- 10 amostras: atividade bacteriana em S. aureus/E. coli.

3. Descobertas de 14 novas substâncias;

4. Produção de 20 derivados semi-sintéticos.

Programa de Recursos Genéticos:

1. Banco de DNA (Capítulo 21) de plantas do Semi-árido brasileiro:

- 1.995 amostras, representando 1.029 espécies , 414 generos e 107 famílias;
- Variabilidade genética intra-específica de 12 das 31 espécies com potencial farmacológico e amostra de quatro populações das 31 espécies com potencial farmacológico;

2. Protocolos para propagação de 15 das 31 espécies de plantas com potencial farmacológico;

3. Banco de sementes das 31 espécies com potencial farmacológico;

4. Banco de germoplasma ‘ex situ’ de espécies de plantas com potencial farmacológico, 20 em estufa e uma no campo.

Programa de Recursos Hídricos:

1. Levantamento dos poços aquíferos subterrâneos no Estado do Piau:
- Lista de 2.165 poços, dos quais 255 eram periodicamente examinados em relação a qualidade bacteriológica e fisico-química;

2. Monitoramento do assoreamento do rio São Francisco;

3. Caracterização limnológica do Rio de Contas;

4. Elaboração de mapas temáticos para o Alto e o Médio curso da Bacia do Rio de Contas;

5. Seis expedições nos Estados do Piauí e da Bahia
           

Observa-se, portanto, o impacto que o IMSEAR já obteve aos níveis regional e nacional:

Estabelecimento de uma rede sequencial de bioprospecção envolvendo botânica, fitoquímica, farmacologia e recursos genéticos;

Rede integrada de pesquisadores e utilização compartilhada da infra-estrutura instalada, especialmente com a montagem de novos laboratórios e novas tecnologias;

Desenvolvimento de estratégias e protocolos para o planejamento e utilização dos recursos hídricos de forma sustentável;

Criação de um novo Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (Mestrado e Doutorado), incluindo a UEFS, FIOCRUZ e UFBA (Capítulo 26) e utilizando a rede de pesquisadores do IMSEAR e diversas fontes de recursos;

Descoberta da alta diversidade e potencial de uso sustentável dos recursos da flora e da fauna do Bioma das Caatingas, incluindo novas espécies endêmicas, hotspots para conservação, alta proporção de espécies com compostos ativos; descoberta de novas drogas com potencial de utilização em doenças que afetam a população da região, levando já a aplicação de duas novas patentes.