Como nanocorpos de camelos podem revolucionar a proteção de plantas agrícolas

Novas tecnologias estão sendo exploradas para proteger plantas agrícolas de patógenos invasores. O surgimento da monocultura em massa, ou seja, o cultivo de muitas plantas com um background genético semelhante, tem proporcionado um ambiente quase perfeito para uma ampla variedade de organismos invasores, como vírus, bactérias, fungos e parasitas. Esse cenário não é novidade para quase todos os produtores rurais.

Embora essas plantas tenham uma boa imunidade natural contra organismos invasores, elas carecem de um sistema imunológico adaptável inato, como ocorre nos animais. Por isso, há a necessidade urgente de desenvolver novas formas de proteção às plantas.

Avanços recentes levantam a possibilidade de que pelo menos alguns componentes do sistema imunológico adaptativo dos animais possam, por meio de engenharia genética, ser adicionados às defesas das plantas contra patógenos específicos. Em artigo recente, os pesquisadores Jiorgos Kourelis, Clemence Marchal e Sophien Kamoun, da Universidade de East Anglia, no Reino Unido, detalham esse desenvolvimento.

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Por causa de sua cadeia única, os pesquisadores descobriram, em primeiro lugar, que os nanocorpos de camelídeos (família de mamíferos artiodátilos, como camelos, dromedários e lhamas) eram mais fáceis de trabalhar. Em segundo lugar, os nanocorpos não possuem uma região do fragmento cristalizável (região responsável por determinar a função do anticorpo), ou seja, é improvável que envolvam outras atividades celulares, como a citotoxicidade.

Os pesquisadores inseriram o nanocorpo em um gene normalmente induzido pelas plantas para combater um patógeno como parte do sistema imunológico inato. Esse gene é ativado quando uma planta é infectada por uma ampla variedade de patógenos. Quando infectada, essa estrutura de anticorpo reprojetado é produzida para o patógeno específico. Eles se referem a esse anticorpo como um “pikobody”. Os pesquisadores utilizaram o vírus X da batata para demonstrar a especificidade de ligação e neutralização do “pikobody”, demonstrando a eficácia dessa nova tecnologia de anticorpos para plantas.

Das 11 fusões desenvolvidas, seis não apresentaram atividades autoimunes, ou seja, a resposta imunológica reprojetada não se voltou contra si. Entre essas seis, quatro demonstraram respostas de morte celular hipersensível.

Em seguida, os pesquisadores testaram seus quatro candidatos contra patógenos vivos. Em relação a um vírus X da batata recombinante que expressava proteínas fluorescentes, os dois “pikobodies” com melhor desempenho reduziram substancialmente o acúmulo do vírus expresso em comparação com um controle. Testes adicionais contra o vírus X da batata revelaram que a combinação de múltiplos “pikobodies” permitiu uma redução aprimorada do acúmulo do vírus.

Embora os “pikobodies” tenham demonstrado uma forte reação à amostra do vírus X da batata, seria necessário desenvolver um “pikobody” diferente para cada patógeno que possa afetar a planta, uma vez que o sistema imunológico inato é insuficiente para combater todos os patógenos.

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Os pesquisadores enfatizam que “os nanocorpos podem ser prontamente gerados para se ligarem virtualmente a qualquer antígeno”. “Pikobodies” vegetais podem ser criados contra uma ampla variedade de patógenos vegetais, incluindo, mas não se limitando, a fungos, bactérias, protozoários e vírus.

Os “pikobodies” representam um avanço crucial e uma nova via para criar plantas específicas capazes de se defenderem contra doenças específicas, tanto com seu sistema imunológico nativo quanto com defesas semelhantes às humanas contra patógenos específicos.

*William A. Haseltine é colaborador da Forbes EUA, cientista e escritor. Já foi, por quase duas décadas, professor na Harvard Medical School e na Harvard School of Public Health, onde fundou dois departamentos de pesquisa acadêmica, a Divisão de Farmacologia Bioquímica e a Divisão de Retrovirologia Humana. Atualmente, é presidente da Access Health International, organização sem fins lucrativos que promove soluções inovadoras para os maiores desafios de saúde atualmente

(tradução: João Pedro Isola).