“Nanofitovirologia”: uma abordagem de gestão potencial para combater doenças virais de plantas

Face a um crescimento desenfreado da população global, a questão da segurança alimentar emerge como um dos principais desafios à humanidade no século XXI. Nesse cenário, agentes patogênicos e pragas que acometem plantas, como os fitovírus, tornam-se protagonistas no quesito de perdas substanciais, tanto qualitativas quanto quantitativas, de colheitas. Como alternativa de driblar as estatísticas, pesquisadores da Universidade Agrícola da China, em Pequim, propuseram uma abordagem de mecanismos potenciais de interação NPs*-planta-vírus para detecção, tratamento e prevenção oportuna de doenças virais agrícolas (Figura 1). 

Um dos estudos pioneiros na área de “nanofitovirologia” centrou-se na atividade in vitro de nanopartículas de ouro (AUNPs) contra o vírus do mosaico amarelo da cevada (BaYMV). Desse modo, resultados preliminares indicaram que o tratamento com AUNPs provocou a dissociação completa das partículas virais. Entretanto, a restrição aos testes in vitro abriu margens para que a eficácia do tratamento contra o BaYMV em testes in vivo permanecesse incerta. Desde então, outros estudos publicados com foco em interações NPs-planta-vírus foram desenvolvidos, tais como a avaliação da eficácia das NPs em sistemas tanto in vitro quanto in vivo, com foco em vírus de RNA de fita simples (ssRNA).

Outros estudos realizados mostraram que uma aplicação de NPs a base de carbono antes da infecção viral era capaz de inibir a replicação do vírus do mosaico do tabaco (TMV) em Nicotiana benthamiana, além de impedir a disseminação para tecidos adjacentes não infectados. Mais recentemente, um estudo semelhante relatou a atividade antiviral in vitro das NPs, desta vez, de SiO₂ e nanopartículas de óxido de zinco (ZnONPs) contra TMV. Os autores sugeriram que uma interação direta entre NPs-capsídeo, do vírus, resultou em uma ruptura estrutural e consequente desativação das partículas virais. Além disso, discussões na literatura sugerem a atividade fitohormonal como agente relevante na ativação da defesa e para atividade antiviral.

O potencial de NPs como nanotransportadores em sistemas de entregas de RNA de fita dupla (ds) para proteção antiviral foi, também, explorada e mostrou eficácia usando nanofolhas de bioargila de hidróxido duplo em camadas não tóxicas e biodegradáveis (BioClay). Posteriormente, o mesmo grupo mostrou a eficácia desta abordagem para proteção de plantas contra transmissão de vírus mediadas por vetores. 

Embora ainda hajam lacunas no uso de NPs para tratamento contra vírus agrícolas, como a necessidade de síntese e seleção adequada de materiais em nanoescala com as propriedades almejadas, como tamanho, morfologia, dispersidade, geometria e outras propriedades físico-químicas, a “nanofitovirologia” mostra-se como uma ferramenta promissora para o proteção sustentável de plantas e colheitas contra fitovírus. Além disso, a gama de estudos relacionados a interações NPs-planta-vírus abre portas para que mais estudos sejam desenvolvidos, como vírus de DNA de plantas que, embora seja menos abordado do que o fitovírus de RNA, caracteriza-se como uma ameaça significativa à produção agrícola global. 

*NPs: nanopartículas

Para mais informações, acesse o artigo em: 

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10910