Herbicidas de microtúbulos têm perfis distintos de resistência

Herbicidas inibidores de microtúbulos provocam efeitos celulares semelhantes, mas apresentam perfis distintos de resistência. A constatação reforça uma revisão na classificação do Herbicide Resistance Action Committee (HRAC). O Grupo 3 passou a reunir compostos ligados à alfa-tubulina. Propyzamide deixou esse grupo e migrou para o Grupo 23, destinado a herbicidas com interferência nos microtúbulos e sítio de ação ainda não esclarecido.

Pesquisadores avaliaram 15 herbicidas de diferentes famílias químicas (doi 10.1002/ps.71261). A análise reuniu fenotipagem subcelular em células de Nicotiana tabacum cultivar Bright Yellow 2 e testes de resistência em Eleusine indica e Chlamydomonas reinhardtii. O trabalho buscou comparar os produtos sob um mesmo sistema experimental.

A classificação anterior separava os compostos em inibidores da montagem de microtúbulos, no Grupo 3, e inibidores da organização de microtúbulos, no Grupo 23. Essa divisão considerava diferenças observadas na arquitetura celular. Carbamatos como chlorpropham e carbetamide, por exemplo, haviam recebido associação com a formação de fusos multipolares sem uma despolimerização evidente dos microtúbulos.

Novos ensaios

Os novos ensaios não sustentaram essa separação com base no fenótipo celular. Todos os herbicidas avaliados produziram uma sequência semelhante de alterações conforme a dose. Em concentrações menores, apareceram fusos mitóticos com organização anormal. Doses intermediárias induziram fusos multipolares. O aumento da concentração levou à redução do número e do comprimento dos microtúbulos. As doses mais altas promoveram despolimerização intensa.

Os tratamentos também reduziram a ocorrência das fases normais da mitose. As células acumularam alterações como interrupção da divisão em prometáfase e formação de células multinucleadas. A anáfase apareceu com baixa frequência nos tratamentos. Segundo os pesquisadores, a semelhança dos efeitos impede uma classificação confiável dos herbicidas apenas pela resposta subcelular.

Potência dos compostos

A potência dos compostos variou. O oryzalin apresentou a maior atividade no ensaio de crescimento celular. Sua concentração inibitória média estimada alcançou 0,28 micromol por litro. Outros produtos exigiram concentrações maiores para produzir respostas comparáveis. Essa diferença levou a equipe a ajustar individualmente as doses usadas na análise dos microtúbulos.

Os perfis de resistência mostraram uma distinção mais clara entre os herbicidas. Em Eleusine indica, a mutação T239I na alfa-tubulina conferiu forte resistência às dinitroanilinas pendimethalin, trifluralin, prodiamine, butralin, benfluralin e oryzalin. O mesmo padrão apareceu com dithiopyr, thiazopyr, butamifos e DCPA.

A mutação T239I não conferiu resistência a propyzamide. As plantas mutantes mantiveram sensibilidade semelhante à população do tipo selvagem. O mesmo ocorreu com os carbamatos carbetamide e barban. Para chlorpropham, o estudo registrou pequena hipersensibilidade em algumas concentrações. O conjunto dos resultados indica um sítio de ação compartilhado entre os atuais integrantes do Grupo 3 e um comportamento diferente para propyzamide e carbamatos.

Análise ampliada

A equipe ampliou a análise com mutações na beta-tubulina de Chlamydomonas reinhardtii. Foram avaliadas as substituições E198K, I236N, K350E e I368F. Todas conferiram forte resistência à propyzamide. Nenhum outro herbicida apresentou esse mesmo padrão para todas as mutações.

As respostas aos demais compostos variaram conforme a alteração na beta-tubulina. Algumas mutações aumentaram a resistência à trifluralin, pendimethalin e dithiopyr. Outras elevaram a sensibilidade. Os pesquisadores atribuem essa complexidade à influência das mutações na formação do heterodímero composto por alfa e beta-tubulina.

Redefinição do Grupo 3

Os dados apoiam a redefinição do Grupo 3 como inibidores da montagem de microtúbulos com ligação à alfa-tubulina. Também sustentam a transferência da propyzamide para o Grupo 23. Nesse grupo, o HRAC passou a reunir herbicidas ligados à interferência nos microtúbulos, mas sem sítio de ação definido com a mesma precisão.

Para o manejo de resistência, o estudo destaca a importância do sítio de ação. Herbicidas capazes de gerar o mesmo efeito celular podem interagir com alvos distintos dentro do sistema de microtúbulos. Assim, a semelhança visual dos danos celulares não implica, por si só, o mesmo perfil de resistência.