Pesquisadores apontam avanços e riscos dos biopesticidas de RNAi

Os biopesticidas baseados em interferência por RNA avançam como uma tecnologia de terceira geração para o manejo de pragas. Esses produtos combinam silenciamento gênico específico, rápida degradação ambiental e baixa toxicidade potencial para organismos não alvo, explicam os pesquisadores Wei Zhang, Umut Toprak, Amr Mohamed, George Joseph Chakkalakkal, Ioannis Eleftherianos e Guy Smagghe. A equipe ressalta, porém, a necessidade de avaliações individualizadas para cada sequência, formulação, espécie-alvo e condição de uso (DOI 10.1127/entomologia/3821).

De acordo com os pesquisadores, a tecnologia utiliza RNA de fita dupla para interromper a expressão de genes essenciais nos insetos. Dentro da célula, a enzima Dicer-2 fragmenta a molécula em pequenos RNAs interferentes. Esses fragmentos integram o complexo de silenciamento induzido por RNA. O complexo reconhece o RNA mensageiro complementar e promove sua degradação.

Produção de proteínas

O processo reduz a produção de proteínas associadas a funções vitais das pragas. A eficiência depende da escolha do gene e do desenho da sequência. Os pesquisadores observam que o RNAi costuma provocar redução parcial da expressão gênica. Por isso, a seleção deve priorizar genes sensíveis a pequenas quedas de atividade.

A especificidade da sequência representa uma das principais vantagens da tecnologia. Conforme os cientistas, o método pode direcionar o efeito para uma espécie ou para um grupo restrito. Essa característica reduz impactos sobre outros organismos em comparação com produtos de amplo espectro.

Efeitos fora do alvo

A equipe alerta para a possibilidade de efeitos fora do alvo. O risco aumenta quando organismos não alvo apresentam regiões genéticas semelhantes à sequência aplicada. Trechos contínuos com alta identidade podem permitir o silenciamento em espécies próximas. Os pesquisadores recomendam evitar regiões conservadas e aplicar triagens de bioinformática antes da síntese do RNA.

Ferramentas computacionais já apoiam essa etapa. Os cientistas citam plataformas destinadas à comparação de sequências com genomas e transcriptomas de diferentes organismos. Esses sistemas identificam correspondências indesejadas e orientam o desenho de moléculas com maior seletividade. Para os pesquisadores, a bioinformática deve integrar a avaliação de risco desde o início do desenvolvimento.

Rotas principais

Os biopesticidas de RNAi seguem duas rotas principais de aplicação. Uma delas utiliza plantas modificadas para produzir RNA de fita dupla nos próprios tecidos. O inseto ingere a molécula durante a alimentação. A outra rota aplica o RNA externamente, por pulverização foliar, tratamento de sementes, aplicação no solo ou contato com raízes.

Os pesquisadores destacam dois marcos comerciais. O milho SmartStax Pro, identificado como MON 87411, combina a proteína Bt Cry3Bb1 com RNA de fita dupla direcionado ao gene DvSnf7 de Diabrotica virgifera virgifera. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos aprovou a tecnologia como a primeira característica (trait) de RNAi com uso comercial no país.

A agência também aprovou o Calantha, produto pulverizável destinado ao controle de Leptinotarsa decemlineata. Segundo os cientistas, essa decisão marcou a entrada dos inseticidas de RNA de aplicação foliar no mercado.

Relatos de degradação

A baixa estabilidade do RNA no ambiente limita a persistência, mas também reduz o período de controle. Os pesquisadores relatam degradação por radiação ultravioleta, nucleases microbianas e condições físicas do ambiente. Em estudos citados no artigo, o RNA de fita dupla sem formulação desapareceu em períodos de 14 a 30 horas em diferentes solos agrícolas. Em ambientes aquáticos, as concentrações caíram abaixo do limite de detecção em até 96 horas.

Formulações com argilas de hidróxidos duplos lamelares, vesículas lipídicas, quitosana, polímeros e nanogéis buscam ampliar a estabilidade. Esses carreadores também podem melhorar a adesão às folhas e a absorção pelo inseto.

Perfil de risco

A equipe ressalta que a maior persistência altera o perfil de risco. O carreador pode modificar a exposição de organismos não alvo e o comportamento do RNA no solo, na água e nos tecidos vegetais. Alguns materiais podem afetar microrganismos do solo, germinação, crescimento radicular ou interações entre plantas e microbiota.

Por esse motivo, os pesquisadores defendem a avaliação do produto completo. A análise não deve considerar apenas o RNA de fita dupla. A composição, o tamanho das partículas, a carga superficial, a biodegradação e o potencial de acúmulo também precisam entrar no processo regulatório.

Organismos não alvo podem entrar em contato com o RNA pelo consumo de plantas tratadas, pelo contato com resíduos ou pela transferência ao longo da cadeia alimentar. Predadores e parasitoides podem ingerir a molécula ao consumir presas expostas.

Barreiras biológicas

Segundo os pesquisadores, barreiras biológicas reduzem a chance de silenciamento indesejado. Saliva, nucleases digestivas, epitélio intestinal e membranas celulares dificultam a absorção sistêmica. Mesmo assim, a equipe recomenda testes com espécies ligadas a diferentes funções ecológicas.

Os cientistas citam Apis mellifera para polinização, Folsomia candida para decomposição no solo, Eisenia fetida para saúde do solo e Daphnia magna para ambientes aquáticos. A avaliação deve começar com análises computacionais. Depois, deve avançar para ensaios de laboratório, semicampo e campo.

Os pesquisadores também apontam baixo risco alimentar para humanos e animais. O RNA de fita dupla ocorre naturalmente em alimentos e sofre rápida degradação no sistema digestivo. Ribonucleases, acidez gástrica e barreiras intestinais limitam a absorção.

Ensaios citados pela equipe não identificaram efeitos adversos após a administração de doses elevadas de RNA DvSnf7 em camundongos. As avaliações incluíram consumo de alimento, peso corporal, histologia de órgãos e parâmetros clínicos. Órgãos reguladores também concluíram que as moléculas avaliadas não apresentaram toxicidade, alergenicidade ou bioacumulação.

Evolução de resistência

A evolução de resistência surge como outro desafio. Conforme os pesquisadores, insetos podem desenvolver alterações na absorção intestinal do RNA ou aumentar a degradação da molécula por nucleases. Microrganismos associados ao intestino também podem reduzir a eficiência.

Os cientistas relatam a identificação de cepas de Bacillus com capacidade de degradar RNA de fita dupla no intestino de Helicoverpa armigera. A atividade microbiana diminuiu o acúmulo da molécula e limitou o silenciamento gênico.

A equipe observa que o uso de vários RNAs contra genes diferentes pode falhar quando a resistência afeta uma etapa comum, como absorção ou degradação. Os pesquisadores recomendam combinar RNAi com outros modos de ação, práticas culturais, refúgios, rotação e monitoramento.

Para os cientistas, o avanço comercial dependerá da integração entre desenho molecular, formulação, avaliação ambiental, manejo de resistência e acompanhamento após o registro. O uso sustentável exige ajustes contínuos com base nos resultados obtidos em laboratório e no campo.