Nanotecnologia amplia opções para manejo da antracnose

A nanotecnologia pode ampliar as estratégias para o manejo da antracnose em culturas agrícolas. Nanopartículas com atividade antifúngica e sistemas de nanocarreamento apresentaram ação sobre espécies de Colletotrichum, maior eficiência na entrega de fungicidas e potencial para reduzir doses e resíduos. Apesar dos resultados, a maior parte das evidências ainda vem de ensaios de laboratório, ambientes controlados ou órgãos destacados. A validação em campo, a ecotoxicidade, a estabilidade das formulações e a produção em escala continuam entre os principais obstáculos.

A avaliação integra trabalho de pesquisadores chineses. Eles analisaram mecanismos de ação, avanços de aplicação e perspectivas do uso de nanomateriais contra a antracnose. A doença afeta centenas de culturas e envolve espécies de Colletotrichum com elevada diversidade genética, ampla gama de hospedeiros e capacidade de infecção latente.

Fungo assintomático

Esse comportamento dificulta o controle. O fungo pode infectar flores ou frutos jovens e permanecer sem sintomas durante períodos prolongados. O desenvolvimento da doença ganha intensidade durante o amadurecimento dos frutos ou sob condições ambientais favoráveis. A estratégia também favorece perdas após a colheita e reduz a eficiência de intervenções baseadas apenas na presença de sintomas.

O processo de infecção inclui a formação do apressório. Essa estrutura acumula melanina e compostos osmoticamente ativos. O mecanismo pode gerar pressão de turgor de até oito megapascals. A força permite a penetração direta da cutícula e da parede celular do hospedeiro. Depois da entrada, algumas espécies passam por uma fase biotrófica e avançam para uma fase necrotrófica, com produção de enzimas degradadoras da parede celular, toxinas e proteínas efetoras.

Limitações nas ferramentas

Os cientistas apontam limitações nas ferramentas disponíveis. Fungicidas continuam com papel central no manejo, mas populações de Colletotrichum podem desenvolver resistência sob pressão contínua de seleção. Mutações relacionadas à resistência aos benzimidazóis já aparecem em diferentes espécies. Resistência a fungicidas inibidores da quinona externa também ocorre em populações associadas à antracnose do morangueiro. Segundo o estudo, formulações convencionais apresentam eficiência de utilização do ingrediente ativo próxima de dez por cento. Parte do produto pode alcançar solo e água por lixiviação, escoamento e volatilização.

Duas frentes

Os nanomateriais oferecem duas frentes principais. Alguns apresentam atividade antifúngica própria. Outros funcionam como carreadores de fungicidas, agentes biológicos ou moléculas de ácido ribonucleico. Nessa segunda abordagem, o objetivo envolve proteger o ingrediente ativo, controlar sua liberação, melhorar a deposição sobre a planta e aumentar a chegada ao alvo.

Nanopartículas metálicas e de óxidos metálicos concentram parte importante das pesquisas. Nanopartículas de ouro, na concentração de 75 miligramas por litro, reduziram em 61 por cento o crescimento micelial de Colletotrichum gloeosporioides e levaram a germinação de esporos a 25 por cento em ensaios. Experimentos em condições controladas também registraram ativação de genes relacionados à defesa das plantas.

Nanopartículas de prata apresentaram ação sobre várias espécies de Colletotrichum. Materiais com cinco a 24 nanômetros alcançaram inibição próxima de 90 por cento na concentração de 56 microgramas por mililitro em ensaios in vitro. Os mecanismos propostos incluem ruptura da membrana celular, liberação de íons prata, formação de espécies reativas de oxigênio e interferência na germinação dos esporos e na melanização dos apressórios.

Resultados preliminares

Resultados preliminares de campo também aparecem no esutdo. Aplicações foliares de nanopartículas de prata a 50 partes por milhão reduziram em 90 por cento a severidade da antracnose da pimenta. Os pesquisadores ressaltam a necessidade de avaliação durante sucessivos ciclos de cultivo. O acúmulo de prata também exige atenção devido ao risco para organismos não alvo e à possível movimentação pela cadeia alimentar.

Materiais à base de cobre mostraram desempenho semelhante. Nanopartículas de cobre alcançaram controle de 71,7 por cento da antracnose em frutos de oliveiras de 20 anos em um ensaio de pomar. Em outro estudo, hidróxido de cobre em escala nanométrica, na concentração de 300 miligramas por litro, inibiu 99,16 por cento do crescimento de Colletotrichum siamense após dois dias de avaliação in vitro.

Os mecanismos associados ao cobre incluem aumento de espécies reativas de oxigênio, danos à membrana, alteração da morfologia das hifas e perda de conteúdo celular. A dose representa um ponto crítico. Concentrações elevadas podem aumentar a fitotoxicidade e o risco para microrganismos do solo e ambientes aquáticos.

Polímeros naturais

Polímeros naturais aparecem como alternativa aos nanomateriais metálicos. Nanopartículas de quitosana com cerca de 30 nanômetros alcançaram 97 por cento de inibição do crescimento micelial de Colletotrichum gloeosporioides em manga, na concentração de 0,5 por cento. A carga positiva da quitosana favorece a interação com superfícies fúngicas de carga negativa. O contato altera a permeabilidade da membrana, interfere na homeostase celular de cálcio e pode provocar deformação e fragmentação das hifas.

A quitosana também pode atuar como elicitor das defesas vegetais. Estudos analisados registraram aumento da atividade de enzimas ligadas à resposta de defesa. Sistemas híbridos combinam esse polímero com cobre, prata, titânio ou outros componentes para associar ação direta, liberação gradual e maior estabilidade.

Nanocarreamento de fungicidas

O nanocarreamento de fungicidas constitui outra linha de desenvolvimento. Nanosferas biodegradáveis com azoxistrobina, com tamanho próximo de 130,9 nanômetros, aumentaram em mais de dez vezes a toxicidade relativa contra Colletotrichum higginsianum em testes in vitro. Partículas menores apresentaram maior absorção pelas hifas, maior liberação do ingrediente ativo e maior indução de estresse oxidativo no fungo.

Um sistema formado por quitosana, O-carboximetilquitosana e tebuconazol também ampliou a atividade contra Colletotrichum gloeosporioides. A formulação apresentou eficiência 3,13 vezes superior à suspensão concentrada convencional nos parâmetros avaliados. O trabalho associa o resultado ao transporte através da membrana, à deposição sobre o alvo e ao aumento de espécies reativas de oxigênio.

Outros nanocarreadores respondem a estímulos do ambiente de infecção. Um sistema com prochloraz apresentou liberação de 89,8 por cento do ingrediente ativo em 24 horas sob pH 5,0. A concentração necessária para reduzir o crescimento do patógeno pela metade caiu de 0,0429 miligrama por litro, no prochloraz livre, para 0,0150 miligrama por litro na nanoformulação contra Colletotrichum fructicola.

Esse tipo de resposta interessa ao manejo de infecções latentes. Alterações de pH, concentração de açúcares e fisiologia dos tecidos acompanham a transição do fungo para a fase necrotrófica. Nanocarreadores sensíveis a esses sinais podem, em princípio, liberar o ingrediente ativo próximo ao momento de maior atividade do patógeno. Os cientistas classificam essa possibilidade como promissora, mas destacam o caráter ainda preliminar das evidências.

Plataformas para entrega de ácido ribonucleico de dupla fita formam outra frente. A proposta envolve silenciar genes ligados à virulência, à formação de estruturas de infecção ou a outras etapas essenciais do ciclo de Colletotrichum. O nanocarreador pode proteger a molécula contra degradação e facilitar sua chegada ao fungo. A aplicação prática ainda depende de avanços na estabilidade, eficiência de entrega e avaliação ambiental.

Do laboratório para a lavoura

A passagem do laboratório para a lavoura representa o principal desafio. Muitos estudos empregaram meios de cultura, frutos destacados, folhas destacadas ou casas de vegetação. Poucos materiais acumularam dados de campo em escala compatível com sistemas comerciais. O comportamento das nanopartículas após repetidas aplicações também permanece pouco conhecido.

Os cientistas destacam a necessidade de avaliar persistência, transformação química, mobilidade no solo, acúmulo em plantas e efeitos sobre organismos não alvo. Também faltam parâmetros consolidados para produção industrial, estabilidade durante armazenamento e aplicação, padronização das formulações e regulamentação específica.

Os pesquisadores defendem o desenvolvimento de sistemas orientados pelo princípio de segurança desde o desenho. A estratégia inclui materiais biodegradáveis, liberação acionada por estímulos do patógeno ou do hospedeiro e redução da quantidade de metais aplicada. Para o manejo da antracnose, a nanotecnologia amplia as possibilidades de atuação sobre diferentes fases da infecção. A adoção agrícola, porém, dependerá de comprovação de eficácia, segurança e viabilidade em condições de campo (doi 10.3390/jof12080615).