Um novo mashup biológico acabou de sair.
“Pikobodies”, proteínas do sistema imunológico modificadas por bioengenharia que são parte vegetal e parte animal, podem ajudar a flora a se defender melhor de doenças, relatam pesquisadores na edição de 3 de março. Ciência. Os híbridos de proteína exploram os sistemas imunológicos exclusivamente flexíveis dos animais, emprestando às plantas a capacidade de combater patógenos emergentes.
A flora normalmente depende de barreiras físicas para manter afastados os micróbios causadores de doenças. Se algo incomum entrar nas plantas, sensores internos soarão o alarme e as células infectadas morrerão. Mas, à medida que os patógenos desenvolvem maneiras de contornar essas defesas, as plantas não conseguem se adaptar em tempo real. Os sistemas imunológicos adaptativos dos animais podem produzir uma riqueza de anticorpos em questão de semanas quando expostos a um patógeno.
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Em um estudo de prova de conceito, os cientistas modificaram geneticamente o sensor interno de uma planta para desenvolver anticorpos animais. A abordagem aproveita o poder do sistema imunológico adaptativo para fazer ajustes quase ilimitados para atingir os invasores e o empresta às plantas, diz o imunologista de plantas Xinnian Dong, investigador do Howard Hughes Medical Institute na Duke University, que não esteve envolvido no trabalho.
As plantações podem se beneficiar especialmente com sistemas imunológicos mais adaptáveis, já que muitas fazendas cultivam campos cheios de apenas um tipo de planta, diz Dong. Na natureza, a diversidade pode ajudar a proteger plantas vulneráveis de patógenos e pragas que espalham doenças. Uma fazenda é mais como um buffet.
Os pesquisadores tiveram sucesso ajustando genes de plantas para serem resistentes a doenças, mas encontrar os genes certos e editá-los pode levar mais de uma década, diz a patologista de plantas Sophien Kamoun, do Laboratório Sainsbury em Norwich, Inglaterra. Ele e seus colegas queriam saber se a proteção de plantas poderia receber um impulso adicional de soluções inspiradas em animais.
Para criar os pikobodies, a equipe fundiu pequenos anticorpos de lhamas e alpacas com uma proteína chamada Pik-1, encontrada nas células de Nicotiana benthamiana, um parente próximo das plantas de tabaco. O Pik-1 normalmente detecta uma proteína que ajuda um fungo mortal a infectar as plantas (SN: 10/07/17). Para este teste, os anticorpos animais foram projetados para atingir proteínas fluorescentes
As plantas com os pikocorpos mataram as células expostas às proteínas fluorescentes, resultando em manchas mortas nas folhas, descobriu a equipe. Das 11 versões testadas, quatro não foram tóxicas para as folhas e desencadearam a morte celular apenas quando os pikocorpos ligados à proteína específica para a qual foram projetados se ligam.
Além do mais, os pikobodies podem ser combinados para dar às plantas mais de uma maneira de atacar um invasor estrangeiro. Essa tática pode ser útil para atingir patógenos com a habilidade ágil de evitar algumas respostas imunes de vários ângulos.
Teoricamente, é possível fazer pikobodies “contra praticamente qualquer patógeno que estudamos”, diz Kamoun. Mas nem todos os combos pikobody funcionaram juntos nos testes. “É um pouco imprevisível”, diz ele. “Precisamos de um pouco mais de conhecimento básico para melhorar a bioengenharia.”
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