Como neonicotinóides reprogramam neurônios de insetos

Novo estudo detalha os mecanismos celulares acionados pelos neonicotinóides, classe amplamente utilizada de inseticidas. A pesquisa, conduzida por Steeve H. Thany, propõe que esses compostos vão muito além da simples interação com receptores de membrana.

Eles ativam mecanismos complexos de liberação de cálcio intracelular, influenciando a sinalização neuronal e possivelmente contribuindo para a resistência em pragas.

Receptores que liberam cálcio

Os receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs) nos insetos funcionam como canais iônicos.

Quando ativados por neonicotinóides, esses canais permitem a entrada de sódio, potássio e, principalmente, cálcio.

A diferença crítica em relação ao neurotransmissor natural acetilcolina é que os inseticidas não são degradados, mantendo os canais abertos por mais tempo. Isso resulta em um acúmulo significativo de cálcio no interior celular.

Esse aumento intracelular de cálcio aciona uma cascata de respostas. Inclui a ativação de quinases como PKA, PKC, CaMKII e CaMKK, além da mobilização de reservas internas a partir do retículo endoplasmático.

Os estudos usaram neurônios DUM da barata Periplaneta americana para observar esses efeitos em tempo real.

O neonicotinóide clotianidina, por exemplo, induz aumento expressivo de cálcio, acompanhado por alterações no potencial de membrana e na atividade elétrica neuronal.

Variação entre compostos e doses

A potência do efeito depende do tipo e da concentração do inseticida.

Compostos como imidacloprido, um agonista parcial, ativam caminhos distintos daqueles induzidos por clotianidina, um agonista pleno.

A concentração também define qual via intracelular será ativada: altas doses promovem vias via cAMP/PKA, enquanto baixas tendem a envolver PKC ou PKG.

O estudo também sugere que essas vias podem estar envolvidas na resistência de insetos aos neonicotinóides.

Alterações nos subtipos de nAChRs ou em seus locais de fosforilação podem interferir na interação com as quinases, reduzindo a eficácia do inseticida. Além disso, a liberação de cálcio afeta funções mitocondriais, podendo induzir estresse oxidativo e apoptose celular.

Implicações para o controle de pragas

Ao entender essas vias intracelulares, torna-se possível desenhar estratégias que potencializem a ação dos inseticidas. Combinações com compostos que também aumentam o cálcio intracelular - como diamidas - podem promover sinergismo, permitindo uso em doses menores.

A compreensão dos efeitos específicos de cada substância abre caminho para produtos mais seletivos e sustentáveis.

Segundo o autor, as vias reguladas por cálcio ainda são pouco exploradas. Estudos futuros devem focar na expressão diferencial de quinases em tecidos-alvo e na identificação de subtipos de nAChRs mais sensíveis. Isso pode redefinir o desenvolvimento de inseticidas, reduzindo impactos em insetos não alvo e retardando o surgimento de resistência.

Mais informações em doi.org/10.1016/j.pestbp.2025.106532