Agrotóxicos são facilmente levados pela chuva, como a que está prestes a cair neste campo de soja. Melhorar a fixação do produto permitiria reduzir a frequência de aplicações. [Imagem: Dan Ross/Shutterstock]

Agrotóxicos são facilmente levados pela chuva, como a que está prestes a cair neste campo de soja. Melhorar a fixação do produto permitiria reduzir a frequência de aplicações. [Imagem: Dan Ross/Shutterstock]

Pesquisadores alemães desenvolvem uma estrutura molecular capaz de fixar um agrotóxico a base de sapo, algo que exigiria menos aplicações em culturas como a soja

Agrotóxicos são, por definição, tóxicos. Alguns são produzidos naturalmente, como a nicotina dos pés de tabaco, que geralmente afastam insetos. Entretanto isso não é o suficiente para manter a agricultura humana em larga escala. Por isso, desde o século XX, estamos produzindo venenos que sejam terríveis contra os insetos — contra os insetos — mas inofensivos para nós e as plantas. Só que mesmo seres vivos tão distintos quanto nós e os bichos que infestam as culturas, como pulgões e fungos, compartilham de muitos mecanismos bioquímicos semelhantes. Assim, cedo ou tarde topamos com um agrotóxico que funciona muito bem para envenenar as pragas, mas também acaba intoxicando as pessoas.

Um dos principais pontos fracos dos pesticidas é que eles não aderem muito bem às plantas quando são aplicados, especialmente por borrifação. Muitas vezes, basta uma pancada de chuva para tirar essas substâncias das plantas e carregá-las para lençóis freáticos, córregos ou rios. Dessa forma, em vez de blindar as plantas, os agrotóxicos podem acabar em nossas fontes de água potável, com efeitos potencialmente desastrosos.

Esse problema acontece porque as plantas costumam ter uma camada de cera em sua superfície. Já os agrotóxicos geralmente são aplicados com soluções aquosas. Como qualquer aluno do Ensino Fundamental há de perceber, a oleosidade da planta não se mistura com a aquosidade dos pesticidas. Haveria uma maneira de fixar melhor esse produto, reduzindo a necessidade de aplicações frequentes por causa da chuva?

Para solucionar esse problema, os pesquisadores Uwe Conrath e Ulrich Schwaneberg, ambos da Universidade de Aachen (Alemanha) uniram esforços. Schwaneberg é especialista na evolução dirigida de peptídeos. Isso significa que ele sabe como colocar genes em micróbios para produzir pequenas cadeias de aminoácidos com as características desejadas. Conrath, por sua vez, é fitopatologista — ou, no bom português, especialista em doenças vegetais. Schwaneberg já produziu peptídeos capazes de se agarrar a superfícies grudentas como o polipropileno, um tipo de plástico. Como muitos pesquisadores de sua área, Conrath andava preocupado com a ferrugem da soja, causada por fungos que atacam as folhas dessa planta.

Juntos feito uma dupla sertaneja universitária, Uwe e Ulrich fizeram não uma música mas uma pequena estrutura formada por um par de peptídeos. Essa estrutura pode ser comparada a uma cordinha com dois ganchos, um em cada ponta: de um lado, há um aminoácido capaz de se prender à camada cerosa da superfície vegetal; do outro, um aminoácido diferente pode enganchar as moléculas de substâncias aplicadas na planta. Para verificar se esse sistema de ancoragem funciona, os dois fizeram testes com uma proteína fluorescente. Funcionou: cerca de 60 a 70% da planta continuava coberta, mesmo quando submetida a uma simulação de chuva em laboratório. Além da soja, o sistema funcionou em folhas de milho, cevada e mirtilo.

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Pau da barraca: uma vez fixada a âncora (anchor) na camada oleosa da folha, é possível usá-la como base para uma substância antimicrobiana (Dermaseptina) capaz de impedir a germinação dos esporos de um fungo. [Infográfico: V. Altounian/Science]

Mas qual agente antimicrobiano seria ancorado dessa forma? Conrath e Schwaneberg et. al. escolheram uma substância chamada Dermaseptina, um peptídeo descoberto há alguns anos na pele de sapos-arbóreos. A Dermaseptina ataca uma ampla variedade de bactérias e fungos. Seu mecanismo de ação não está inteiramente claro, mas envolve o rompimento das membranas celulares dessas micropragas. Isso dificulta o surgimento de resistência à substância, já que mudar a estrutura das membranas celulares é difícil e custoso para os microorganismos.

No entanto, como relatam em artigo publicado na Green Chemistry, a eficácia da dermaseptina ancorada ainda é baixa: os sintomas da ferrugem de soja só foram reduzidos em 30%, algo muito abaixo do necessário para ser viável em larga escala. Mesmo assim, Conrath e Schwaneberg consideram que a abordagem que desenvolveram é promissora. Enquanto a Universidade de Aachen já patenteou o conceito, os dois pesquisadores planejam abrir uma empresa para colaborar com as fabricantes de agrotóxicos. Eles estimam que serão necessários uns dez anos e 200 milhões de dólares para concluir o processo de desenvolvimento que começaram.

Além da produção de peptídeos em escala industrial, o principal problema que têm pela frente é garantir a segurança da Dermaseptina. Embora estudos já publicados mostrem que a substância não apresenta risco para células de mamíferos e poderia ser facilmente removida das plantas com o uso de enzimas, existe o risco de que a Dermaseptina também ataque insetos, fungos ou micróbios que sejam benéficos ao crescimento das plantas.

Enquanto a Dermaseptina não sai, Conrath e Schwaneberg querem verificar se sua ancoragem molecular funciona fora do laboratório. Para isso, vão estudar a fixação de pequenas quantidades de cobre, usada como fungicidas pelas vinícolas alemãs. Essa etapa da pesquisa começará até o fim do ano e vai contar com uma verba de 1 milhão de euros do Ministério da Agricultura da Alemanha, que está interessado em reduzir a borrifação do cobre (seu uso frequente pode contaminar o solo). Todo mundo espera que esse grude funcione.

 Referência

rb2_large_gray25Patrick Schwinges et. al. A bifunctional dermaseptin–thanatin dipeptide functionalizes the crop surface for sustainable pest management [Um dipeptídeo bifuncional, dermaseptina-tanatina, permite o controle de praga sustentável na superfície de culturas]. Green Chemistry, ano 21, n. 9, pp. 2316-2325 (2019). DOI:10.1039/C9GC00457B

[com informações da Science]

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