Veneno de parasitoides abre novas frentes no biocontrole

Proteínas de veneno de insetos parasitoides deixaram de ocupar papel restrito à imunossupressão. Pesquisa descreve esses compostos como sistemas de manipulação fisiológica do hospedeiro. Eles atuam sobre melanização, cascata da profenoloxidase, imunidade celular e humoral, desenvolvimento, metabolismo e comportamento. A base experimental vem, em grande parte, de integrantes da ordem Hymenoptera. Fora desse grupo, o coleóptero parasitoide Dastarcus helophoroides aparece como um dos modelos comparativos mais promissores.

Trabalho reuniu dados sobre identificação, função, evolução e potencial de uso dessas proteínas no controle biológico. Os pesquisadores destacam uma mudança de conceito. O veneno não apenas protege ovos e larvas contra encapsulamento, melanização, hemócitos e peptídeos antimicrobianos. Ele também ajusta o hospedeiro como recurso para o desenvolvimento do parasitoide.

Seis eixos de ação

Os cientistas apontam seis eixos principais de ação. As proteínas podem bloquear a melanização e a cascata da profenoloxidase. Também podem desorganizar a imunidade celular, suprimir respostas humorais, interromper o desenvolvimento, redirecionar fluxos metabólicos e alterar funções neuromusculares ou comportamentais. Esse conjunto sustenta a leitura do veneno como um sistema multifuncional de efetores.

O conhecimento molecular permanece concentrado em vespas parasitoides. Sistemas como Nasonia vitripennis, Pteromalus puparum, Microplitis mediator, Habrobracon hebetor, Pachycrepoideus vindemmiae, Sclerodermus guani, Leptopilina spp. e Cotesia spp. fornecem a maior parte das evidências mecanísticas. Em muitos casos, proteínas individuais já tiveram função validada por ensaios recombinantes, interferência por RNA, expressão transgênica ou análises bioquímicas.

Exemplos de usos

Em Pteromalus puparum, por exemplo, o veneno reduz a expressão de cecropina e lisozima em Pieris rapae. Uma única injeção reprime cento e treze transcritos em hemócitos e duzentos e vinte e um transcritos no corpo gorduroso em uma hora. Em Habrobracon hebetor, o veneno reduz pela metade a melanização de cápsulas, diminui a atividade de fenoloxidase para um terço dos controles no segundo dia e reduz a capacidade de espalhamento de hemócitos de sessenta e sete por cento para trinta e três por cento em uma hora.

O caso de Dastarcus helophoroides amplia a discussão para Coleoptera. A larva atua como ectoparasitoide de cerambicídeos, entre eles Monochamus alternatus. Após o parasitismo, a melanização da hemolinfa do hospedeiro sofre inibição em fases iniciais. A atividade de fenoloxidase apresenta dinâmica bifásica, com estímulo transitório em quatro horas, inibição em doze horas e retorno posterior ao nível basal. A atividade antibacteriana cai na primeira hora. A abundância total de hemócitos fica abaixo da metade dos controles em setenta e duas horas.

Nível molecular

No nível molecular, os cientistas registram cinquenta proteínas candidatas a fatores semelhantes a veneno em larvas neonatas de Dastarcus helophoroides. O conjunto inclui dezenove arginina quinases, dez quitinases e vinte e uma proteases ou inibidores de proteases. A glândula salivar surge como fonte ou local de armazenamento possível, pois a larva paralisa e se alimenta do hospedeiro por meio das peças bucais, não por ovipositor. Essa hipótese ainda carece de confirmação anatômica.

A predominância de arginina quinases chama atenção. Dezessete das dezenove proteínas desse grupo aparecem em maior abundância nas larvas neonatas do que em larvas tardias. Os pesquisadores associam essa diferença à possibilidade de participação na paralisação inicial do hospedeiro; mas mantêm cautela. Como o levantamento usou proteômica de corpo inteiro, parte dos candidatos pode representar proteínas abundantes sem função secretória.

As quitinases também abrem uma hipótese ligada ao modo de vida ectoparasitoide. Elas podem participar da degradação da cutícula ou da modificação do local de alimentação. Esse mecanismo teria coerência com a alimentação externa da larva através do tegumento do hospedeiro. A confirmação exige identificação do tecido secretor, transcriptoma resolvido por glândula, ensaios recombinantes e interferência por RNA sobre candidatos prioritários.

Aplicação prática

A aplicação prática ainda depende de etapas intermediárias. Os cientistas indicam maior viabilidade no uso das proteínas de veneno como sinergistas em manejo integrado, e não como biopesticidas isolados de amplo espectro. Os usos mais sustentados envolvem aumento da suscetibilidade de pragas a agentes microbianos, alteração do desenvolvimento do hospedeiro e interferência em competição entre parasitoides em programas de criação massal ou liberação aumentativa.

O próprio Dastarcus helophoroides já possui histórico operacional em manejo florestal na China. Liberações massais alcançaram até noventa e um vírgula quarenta e oito por cento de controle corrigido de Monochamus alternatus em árvores abatidas. Outros estudos relataram reduções populacionais corrigidas entre oitenta e dois e oitenta e seis por cento, com ajuste de proporção e época de liberação. Em Massicus raddei, liberações com cartões de ovos resultaram em redução corrigida de oitenta e oito vírgula seis por cento.

Quatro pontos centrais

A tradução desses achados para produtos ou ferramentas moleculares enfrenta quatro pontos centrais. O primeiro envolve entrega. Muitas proteínas de veneno precisam atingir a hemocele ou os hemócitos e não funcionam como toxinas orais clássicas. O segundo envolve especificidade e segurança para organismos não alvo. O terceiro envolve evolução de resistência. O quarto envolve posicionamento dentro do manejo integrado de pragas.

Os pesquisadores também apontam gargalos científicos. Métodos diferentes de coleta geram perfis proteômicos diferentes. Conteúdo de reservatório, extratos de aparelho inteiro, coleta em hospedeiro artificial e extratos de corpo inteiro de larvas não produzem resultados equivalentes. No caso de Dastarcus helophoroides, a proteômica de corpo inteiro permitiu avançar diante do tamanho reduzido das larvas, mas não substitui a amostragem anatômica do tecido secretor.

O genoma de Dastarcus helophoroides já oferece suporte para a próxima etapa. A montagem em nível cromossômico tem seiscentos e nove megabases, catorze mil oitocentos e noventa genes codificadores previstos e treze cromossomos. Assim, o gargalo principal deixou de envolver apenas recursos genômicos. Ele passou a envolver a localização do tecido secretor, a geração de transcriptoma desse tecido e a validação experimental de efetores individuais.

Outras informações em doi.org/10.3390/insects17060608