Para combater as pragas agrícolas, os cientistas tentam uma vacina em spray para plantas

ANÚNCIO

Todos os anos, entre 20 e 40 por cento das safras de alimentos do mundo são perdidas por pragas de plantas e patógenos. Isso deixa 821 milhões de pessoas sem comida suficiente para comer e custa à economia global cerca de US $ 220 bilhões, de acordo com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO).

A disseminação de pragas e doenças é exacerbada pela mudança climática, que tem um enorme impacto no abastecimento de alimentos, altera os ecossistemas e cria novos nichos onde essas pragas podem prosperar.

ANÚNCIO

Impulsionados por um ecossistema alterado, os insetos e pragas tendem a expandir seu alcance. Por causa dessas graves ameaças à segurança alimentar, os cientistas estão sempre em busca de soluções sustentáveis ​​para proteger as safras.

Em agosto de 2019, um grupo de pesquisa liderado por Sven-Erik Behrens, de Martin-Luther-Universität em Halle-Wittenberg, Alemanha, anunciou o desenvolvimento de uma abordagem rápida e confiável para a criação de uma “vacina” para plantas. Pode ser pulverizado como um pesticida ou mesmo injetado como uma vacina animal.

Isso pode desligar ou até mesmo fazer um ajuste fino da expressão do gene, como um controle de intensidade de luz em uma lâmpada.

ANÚNCIO

Funcionamento

Ele funciona usando um sistema chamado interferência de RNA, ou RNAi. O RNAi pode ser considerado uma espécie de sistema imunológico: a célula reconhece o RNA de fita dupla (um primo do DNA que também carrega informações genéticas) que não é seu, como o de um vírus tentando dominar uma célula, e corta isso RNA em pequenos fragmentos.

Em seguida, a célula usa esses fragmentos para identificar e interromper a atividade do patógeno posterior. Curiosamente, as células eucarióticas – como animais, plantas e fungos – também usam RNAi para regular seus próprios genes, reconhecendo e suprimindo seu próprio RNA. Isso pode desligar ou até mesmo fazer um ajuste fino da expressão do gene, como um controle de intensidade de luz em uma lâmpada.

O grupo de Behrens recriou a maquinaria de RNAi em seu laboratório usando células de plantas de tabaco em cultura e RNA de fita dupla de TBSV (vírus dublê de tomate). Em seguida, eles procuraram o RNA viral que produziu a reação mais forte de RNAi no tabaco. Uma vez identificados, eles realizaram experimentos de “vacinação”, injetando aquele RNA em plantas de tabaco não infectadas. Eles descobriram que as plantas inoculadas com a vacina mais poderosa estavam protegidas a uma taxa de 90%.

Ken Hammond / USDA

Até agora, as tentativas de vacinação com RNAi foram baseadas em genomas de plantas geneticamente modificados para expressar RNAs específicos normalmente vistos apenas em pragas, então eles crescem já vacinados.

Em 2017, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) aprovou um milho geneticamente modificado projetado especificamente contra a lagarta da raiz do milho. No entanto, mesmo que os OGM sejam reconhecidos como seguros, em alguns países existem preocupações quanto ao seu uso.

Os países que baniram os OGMs buscam alternativas sustentáveis ​​e não transgênicas para estratégias de manejo de pragas que podem reduzir o uso de pesticidas. Ao combinar o spray-on de fácil aplicação típico de pesticidas químicos com a precisão oferecida pela engenharia genética, as “vacinas” de plantas baseadas em RNAi representam uma alternativa sustentável na proteção de plantas onde o uso de OGMs é proibido por regulamentos políticos.

Uma das principais vantagens de “vacinar” as plantas é que as moléculas de RNA podem ser entregues externamente às plantas, por meio de aplicação tópica, como spray, injeção no caule, enxaguamento de raízes ou tratamento de sementes.

Este método de entrega simples dá às “vacinas” da planta RNAi outro benefício: flexibilidade. Vírus e patógenos sofrem mutação contínua para se adaptar a ambientes em mudança; projetar uma “vacina” de RNA sob medida seria mais rápido e fácil do que os procedimentos demorados e trabalhosos necessários para a edição de genes.

Isso seria uma vantagem para culturas perenes, como videiras, árvores cítricas e macieiras, que muitas vezes exigem anos de experimentos e são caras para modificar geneticamente. As “vacinas” de RNAi também são altamente específicas: apenas os patógenos alvo são afetados pelos tratamentos, enquanto os efeitos indesejáveis ​​em outros organismos devem ser limitados.

Leia também: Sudoeste da Louisiana é obrigado passar por um novo isolamento social, dessa vez por culpa de uma nuvem de mosquitos

Como funcionaria

A vacinação de plantas faria uma enorme diferença para muitas culturas básicas comercialmente importantes, ameaçadas por vírus como arroz, trigo, milho, batata-doce, mandioca e banana.

Por exemplo, pelo menos dez espécies diferentes de vírus foram identificadas em plantas de mandioca afetadas pela doença do mosaico da mandioca (CMD), que causa perdas substanciais de produção e fome no leste e centro da África e, mais recentemente, no sudeste da Ásia, ameaçando a subsistência de 800 milhões pessoas em todo o mundo.

Como as pragas eucarióticas, como os insetos, usam o RNAi para ajustar ou desligar seus próprios genes, isso pode ser usado contra eles.

E embora o RNAi não possa ser usado diretamente contra bactérias que infectam plantas (porque as bactérias não usam RNAi), ele poderia ser empregado para controlar seus vetores de insetos, que carregam a bactéria com eles, transportando-a de uma planta infectada para uma planta saudável.

Se um inseto mordisca uma planta carregando RNA que desliga um gene de que o inseto precisa para viver, o RNAi funcionará como um pesticida biodegradável direcionado.

Isso poderia ser útil no caso da bactéria Xylella fastidiosa, que causa uma série de doenças em diferentes espécies de plantas, como a doença de Pierce nas videiras, a clorose variegada dos citros e a síndrome do declínio rápido da azeitona.

O X. fastidiosa espalhou-se recentemente na região da Apúlia, no sul da Itália, onde está destruindo oliveiras centenárias e ameaçando a economia local. No entanto, estima-se que até 563 espécies de plantas pertencentes a 82 famílias botânicas podem hospedar a bactéria.

É transmitido principalmente por insetos que se alimentam de seiva, principalmente cigarrinhas cigarrinhas (retratadas no topo da página) na América e o percevejo da pradaria na Europa.

Até o momento, além das medidas de prevenção e contenção, não há cura conhecida para a Xylella fastidiosa. Mas, os tratamentos de RNAi têm sido capazes de proteger as plantações dos insetos vetores de X. fastidiosa e, portanto, podem ser uma ferramenta para controlar infecções bacterianas também.

Mais estudos são necessários para entender como as moléculas de RNA podem ser produzidas em  quantidades industriais. No entanto, as “vacinas” de plantas RNAi estão provando ser um método sustentável altamente projetado para proteger as plantações de alimentos. Talvez em breve, veremos espanadores cheios até a borda com RNA.

Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante

Fonte: Snopes

ANÚNCIO