Pesquisa combina alvos genéticos de Myzus persicae com fungo modificado para produzir dsRNA e abre caminho para novos biopesticidas baseados em RNAi
Uma nova estratégia combina fungos benéficos e interferência por RNA para avançar no desenvolvimento de biopesticidas mais direcionados ao controle de insetos.
Pesquisadores identificaram genes presentes nas glândulas salivares do pulgão Myzus persicae que podem funcionar como alvos de RNAi e desenvolveram cepas de Trichoderma asperellum capazes de produzir RNA de dupla fita, conhecido como dsRNA, direcionado a esses genes.
O estudo, publicado na revista científica Pest Management Science, propõe utilizar o fungo como uma plataforma biológica de expressão de dsRNA, criando uma possível nova rota para produção e, futuramente, entrega dessas moléculas no manejo de pragas.
A abordagem procura enfrentar dois obstáculos que ainda limitam a expansão dos biopesticidas baseados em RNAi: a instabilidade do dsRNA e a necessidade de identificar genes cuja desativação provoque efeitos suficientemente fortes sobre a praga.
RNAi desativa genes essenciais do inseto
A interferência por RNA é um mecanismo biológico capaz de reduzir ou interromper a expressão de genes específicos.
Em aplicações para proteção de cultivos, uma das estratégias estudadas consiste em desenvolver uma sequência de dsRNA correspondente a um gene essencial da praga. Quando o RNAi é ativado, a maquinaria celular reconhece essa sequência e interfere no RNA mensageiro associado ao gene alvo, reduzindo sua expressão.
A possibilidade de selecionar sequências específicas torna o RNAi uma plataforma de interesse para o desenvolvimento de novos agentes de controle.
No caso de M. persicae, os pesquisadores concentraram a busca nas glândulas salivares.
O pulgão utiliza suas estruturas bucais para penetrar os tecidos vegetais e acessar o floema. Durante a alimentação, proteínas presentes na saliva participam da interação entre o inseto e a planta, tornando os genes responsáveis por essas proteínas candidatos potenciais para estratégias de controle molecular.
Transcriptoma revela novos alvos para RNAi
Para identificar esses alvos, os pesquisadores realizaram uma análise transcriptômica em diferentes estágios de desenvolvimento de M. persicae.
O trabalho revelou genes de proteínas secretoras das glândulas salivares com expressão elevada principalmente durante o estágio ninfal.
Em seguida, os genes selecionados foram submetidos a testes de RNAi.
Segundo os resultados do estudo, a interferência nesses alvos produziu efeitos sobre a sobrevivência e a reprodução dos pulgões, confirmando que os genes poderiam ser explorados em estratégias futuras de manejo.
A identificação do alvo, entretanto, resolve apenas parte do problema.
Para que o RNAi avance como tecnologia de proteção de cultivos, é necessário também desenvolver maneiras eficientes de produzir e disponibilizar dsRNA em condições que preservem sua atividade.
Trichoderma passa a produzir dsRNA
Foi nessa etapa que os pesquisadores introduziram Trichoderma asperellum na estratégia.
O fungo é conhecido por diferentes aplicações agrícolas e foi utilizado no estudo como um sistema de bioexpressão.
Os cientistas incorporaram material genético externo ao T. asperellum para desenvolver cepas capazes de expressar dsRNA correspondente aos alvos selecionados no pulgão.
As análises confirmaram tanto a incorporação dos genes externos quanto sua transcrição pelo fungo, demonstrando que Trichoderma pode funcionar como uma plataforma para produção estável do RNA de interesse.
A lógica tecnológica cria uma combinação pouco convencional: em vez de explorar o fungo apenas por seus mecanismos tradicionais de biocontrole, ele passa a atuar como uma biofábrica para moléculas de RNA destinadas a interferir em genes específicos da praga.
Plataforma busca enfrentar instabilidade do dsRNA
A estabilidade é um dos principais desafios para tecnologias agrícolas baseadas em RNA.
Moléculas de dsRNA podem ser degradadas por fatores ambientais e biológicos, o que dificulta sua persistência e sua entrega eficiente ao organismo alvo.
A utilização de um sistema biológico capaz de produzir essas moléculas pode abrir alternativas para superar parte desse obstáculo.
No estudo, os pesquisadores demonstraram a capacidade das cepas modificadas de T. asperellum de expressar o dsRNA. Os autores apontam que a plataforma poderá, futuramente, ser investigada também como veículo de entrega para estratégias de manejo baseadas em RNAi.
Essa etapa, porém, ainda não está comprovada.
O próprio trabalho estabelece que são necessárias validações funcionais in vivo antes que a estratégia possa ser considerada uma tecnologia efetiva para controle de pulgões.
Pesquisa abre nova rota para biopesticidas
A combinação de RNAi e sistemas de expressão microbiana amplia as possibilidades para uma nova geração de tecnologias de proteção de cultivos.
Em vez de depender exclusivamente de moléculas com atividade química convencional ou do efeito direto de um agente microbiológico sobre a praga, a estratégia trabalha com informação genética altamente direcionada.
O sistema desenvolvido no estudo reúne três etapas tecnológicas: identificação de genes essenciais ou vulneráveis no inseto, desenvolvimento de dsRNA específico para esses alvos e utilização de um microrganismo como plataforma de bioexpressão.
Para a indústria de biopesticidas, uma eventual evolução desse conceito ainda exigirá responder a questões relacionadas à produção em escala, estabilidade, formulação, entrega do RNA, dose, persistência, eficácia em condições agrícolas, biossegurança e regulamentação.
Por enquanto, portanto, o resultado deve ser entendido como uma prova de conceito científica, e não como um novo bioinseticida disponível comercialmente.
Ainda assim, ao demonstrar que Trichoderma pode ser modificado para produzir dsRNA direcionado a genes de uma praga agrícola, o trabalho acrescenta uma nova plataforma à pesquisa de biopesticidas baseados em RNAi e aproxima microbiologia e controle genético em uma mesma estratégia de proteção de cultivos.