Nanomateriais podem ser alternativa sustentável para combater doenças em plantas

O uso de nanomateriais no combate a doenças que afetam plantas foi tema de um estudo publicado na revista Nature Catalysis.

O artigo tem como foco o vírus mosaico do tabaco (TMV) que, além do próprio tabaco, infecta e causa perdas significativas nas lavouras de tomate, batata e outras integrantes da família das solanáceas. Mas também descreve como nanomateriais poderão ser usados para combater outros tipos de vírus, bactérias e fungos de forma específica e eficiente.

A pesquisa foi desenvolvida por André Farias de Moura, que integra a equipe do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

O pesquisador explica que, no cenário atual, existem várias substâncias à base de cobre empregadas no combate a fitopatógenos. Um exemplo é a calda bordalesa, aplicada no tratamento de infecções por fungos. Desse modo, a investigação teve início com a escolha de um material ativo: o sulfeto de cobre, substância encontrada na natureza e que apresenta baixo potencial de contaminação ambiental se usada em doses baixas.

Buscou-se descobrir como aumentar a eficiência do sulfeto de cobre para que ele funcione na menor concentração possível. O primeiro passo foi olhar para o vírus que se desejava combater.

“O vírus mosaico do tabaco tem formato de bastão, com uma cavidade central em todo o seu comprimento – cerca de 4 nanômetros de diâmetro. Isso define o tamanho máximo que uma nanopartícula pode ter para entrar no vírus e atacá-lo por dentro. Esse controle de tamanho não ocorre, por exemplo, na preparação da calda bordalesa, em que simplesmente se mistura um sal de cobre, cal e água, de modo que todas as partículas acabam sendo maiores do que esse tamanho que queremos obter”, explica o pesquisador.

A estratégia foi, a partir dessas observações, adicionar uma molécula que controlasse o tamanho das nanopartículas na medida em que elas fossem se formando, o que no caso foi conseguido com a adição do aminoácido penicilamina.

Moura conta que a técnica se mostrou muito eficaz e possibilitou chegar a um material que inativa o vírus com concentrações muito baixas de cobre, da ordem de 10 mil vezes menos do que em uma calda bordalesa. Tão baixa que pode ser comparável, por exemplo, à concentração de cobre na água que provém do aquecimento solar doméstico.

“A gente ouve falar bastante em medicina de precisão, em que cada pessoa terá no futuro um tratamento com remédios personalizados. Essa personalização significa encontrar o remédio mais efetivo para a doença específica que se quer tratar e com o mínimo de efeitos colaterais. O que demonstramos neste estudo é que essa mesma ideia pode ser aplicada à agricultura. Mostramos como é possível tratar uma doença com um defensivo químico praticamente inócuo para a planta e para o meio ambiente, mas muito eficiente. Essa mesma filosofia pode ser aplicada a qualquer doença causada por vírus, bactérias ou fungos – basta otimizar um nanomaterial para cada caso”, comenta o professor da UFSCar, que coordena um projeto financiado pela FAPESP.

O grupo de pesquisadores do qual Moura faz parte está finalizando a investigação de uma nova nanopartícula de sulfeto de cobre, também quiral, mas com forma e tamanho diferentes, e que se mostrou ativa contra o SARS-CoV-2. Isso mostra como é possível aproveitar o aprendizado de uma investigação para acelerar os avanços em temas correlatos.

O artigo Site-selective proteolytic cleavage of plant viruses by photoactive chiral nanoparticles pode ser lido acessando aqui.