Vacina para Plantas? Sim, é possível

Vacina para Plantas? Sim, é possível

Artigo de opinião de Carla Varanda, Patrick Materatski, Doroteia Campos, Mariana Patanita e Maria do Rosário Félix, do MED — Instituto Mediterrâneo para a Agricultura, Ambiente e Desenvolvimento, Universidade de Évora

A FAO estima que 20 a 40% da produção das culturas é perdida todos os anos devido ao ataque de pragas e doenças (FAO, 2021), constituindo uma ameaça séria à produção de alimentos para fazer face ao crescente aumento da população mundial.

As alterações climáticas têm aumentado a pressão nos ecossistemas, causando o agravamento dos impactos sobretudo nas doenças, com o aparecimento de novos agentes patogénicos e com os existentes a mostrar, cada vez mais, um comportamento pandémico, dificultando o desenvolvimento de medidas de controlo eficientes.

Os produtos químicos usados tradicionalmente são muitas vezes agressivos para o meio ambiente e saúde humana, o que tem provocado frequentes retiradas de comercialização.

Para além disso, no caso de doenças causadas por vírus, em contexto agronómico, não existem produtos químicos eficazes para o seu controlo, estando dependentes das boas práticas sanitárias, limitação de organismos vectores (associada ao uso de produtos fitofarmacêuticos (PF) agressivos), uso de variedades resistentes e certificação de material isento de vírus.

Neste sentido, o Laboratório de Virologia Vegetal (LVV) pertencente ao Instituto Mediterrâneo para a Agricultura, Ambiente e Desenvolvimento (MED) da Universidade de Évora, tem procurado soluções eficientes e sustentáveis para o controlo de doenças que possam substituir o uso dos PF tradicionais.

Da esquerda para a direita: Mariana Patanita, M Doroteia Campos, M Rosário Felix, Carla Varanda e Patrick Materatski.

A equipa do LVV trabalha há mais de 20 anos no estudo de vírus de plantas e, nos últimos anos, tem estudado a utilização de vírus como vectores para introdução de características de protecção contra agentes patogénicos, estando envolvida em dois pedidos de patentes relativas a dois vectores virais desenvolvidos para conferir protecção a plantas de oliveira contra os fungos causadores da gafa da azeitona (Colletotrichum sp.), e contra a bactéria Xylella fastidiosa, causadora do Síndroma do Declínio Súbito, levando à morte das árvores.

Para além do desenvolvimento destas duas patentes, o LVV tem actualmente a decorrer um projecto – TOMVIRPROTECT – co-financiado pela União Europeia através do Fundo de Desenvolvimento Regional Europeu, ALENTEJO2020 e ALGARVE2020 e através da Fundação para a Ciência e a Tecnologia (ALT20-03-0145-FEDER-028266 e PTDC/ASP-PLA/28266/2017), no qual se pretende desenvolver uma tecnologia baseada em RNA para proteger plantas de tomate contra o vírus do bronzeamento do tomateiro (TSWV), como uma vacina, no sentido em que irá estimular o sistema de defesa da planta para reconhecer o agente patogénico como uma ameaça, destruí-lo e reconhecer e destruir esse agente patogénico em possíveis infecções futuras. Embora as plantas não tenham um sistema imunitário como os animais, as plantas conseguem reconhecer e eliminar agentes estranhos, gerando uma memória desses agentes, funcionando assim como imunidade em ataques subsequentes.

Figura 1: Testagem da eficiência da vacina em plantas modelo

Este projecto utiliza uma nova abordagem para protecção de plantas, que permite que estas sejam inoculadas com moléculas de RNA de cadeia dupla. As moléculas de RNA de cadeia dupla irão desencadear um mecanismo conhecido como silenciamento, que é um mecanismo natural de defesa das plantas contra vírus e que pode ser concebido como uma forma de imunidade das plantas. As células das plantas reconhecem o RNA de cadeia dupla como sendo estranho, activando enzimas que o cortam em pequenos fragmentos, destruindo-o. De seguida a planta usa estes fragmentos (denominados siRNAs) para identificar e guiar um grupo de proteínas (Argonautas) até sequências semelhantes, encontrando o genoma viral e destruindo-o.

Pretende-se optimizar a vacina de forma a que seja constituída por siRNAs; estes pequenos fragmentos estão presentes em grande número, da ordem dos milhares, consistindo em pequenas sequências obtidas pela planta durante o processo de infecção viral. Contudo apenas uma pequena parte tem a capacidade de combater o vírus. Para além da pesquisa dos siRNAs mais eficientes na protecção das plantas contra o TSWV, a equipa do LVV está também a testar diferentes formas de entrega dos siRNAs nas plantas, como a utilização de vírus como nanopartículas ou como vectores virais baseados em vírus originalmente isolados de oliveira, que foram manipulados para se replicar e movimentar sistemicamente em plantas, sem causar quaisquer sintomas.

Figura 2: Planta não protegida a mostrar sintomas virais (esq) e planta protegida sem sintomas virais (dir)

O desenvolvimento destas vacinas para plantas apresenta várias vantagens: a vacina é flexível para ser preparada com diferente material genético, o que é importante num ambiente em que os vírus estão constantemente a mudar; não há a necessidade de modificar o genoma da planta, o que é bastante moroso e nem sempre é fácil, para além de todas as questões associadas à permissão de cultivar e comercializar plantas transgénicas; e a vacina de siRNAs é específica pelo que não são esperados efeitos em outros organismos.

O uso de vacinas em plantas é um grande avanço em protecção de plantas, podendo ter um impacto enorme em culturas que são sujeitas a viroses, que, como referido, são doenças que não são tratáveis e estão presentes num leque muito variado de plantas, como é o caso do tomateiro, dos cereais e da batata doce. Para além disso são uma forma de protecção de plantas específica, eficiente e sustentável que promete revolucionar a área da Protecção de Plantas.

O artigo foi publicado originalmente em Agricultura e Mar.

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