Trabalho pioneiro desenvolvido por docente do IQ é exemplo das múltiplas possibilidades da nanobiotecnologia
Qualquer criança das grandes cidades, mesmo sem nunca ter ido ao campo, já viveu na escola a experiência de plantar grãos de soja, feijão ou milho em pequenos vasos, irrigá-los e, alegremente, descobrir a germinação, acompanhando a formação das mudinhas e o desenvolvimento da planta. Hoje, a nanobiotecnologia – que se vale da engenharia genética, da biologia molecular e de nanopartículas inferiores a 100 nm (um bilionésimo do metro) – possibilita chegar à mesma planta sem a utilização de sementes. Isso pode ser conseguido, por exemplo, juntando pequenos fragmentos de uma planta de soja em uma solução nutriente adequada. Em poucos dias, formam-se pequenos calos embriogênicos, aptos a constituírem o embrião de uma nova planta.
Para evitar a oxidação desses calos pelo oxigênio atmosférico, o que comprometeria sua utilização, são adicionadas, à solução nutriente, nanopartículas apropriadas no momento adequado. Esses calos, resultantes de um aglomerado de células vegetais primárias, assemelham-se às células-tronco humanas. Por meio de processamento, eles podem dar origem a uma infinidade de “clones” da planta de partida, preservando sua integridade genética, sem necessidade da semente.
Descrito de forma abreviada, o processo parece simples, mas envolve uma série de complicadores a serem superados. Ao mesmo tempo, porém, faz vislumbrar a possibilidade do emprego da nanobiotecnologia em múltiplas direções e situações. É o que constata, sem esconder o entusiasmo, o professor Marco Aurélio Zezzi Arruda, do Departamento de Química Analítica do Instituto de Química (IQ) da Unicamp, pioneiro nesses estudos com a soja.
Em encontro científico (International Caparica Conference on Analytical Proteomics – Icap, Portugal) envolvendo projeto temático da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o docente foi convidado pelo editor da publicação americana Journal of Agriculture and Food Chemistry a escrever um artigo sobre o emprego da nanotecnologia na agricultura e na produção de alimentos. A relevância do trabalho, intitulado Plenty of room at the plant science: nanobiotechnology as an emerging area applied to somatic embryogenesis, levou o periódico a publicá-lo como tema de capa.
No artigo, o professor Zezzi se detém em apresentar as principais oportunidades, os desafios e as perspectivas decorrentes do emprego das nanopartículas na agricultura e enfatiza a necessidade de regulamentação jurídica dos procedimentos correlatos. “É urgente iniciar discussões com o poder público para o estabelecimento de regras sobre os usos dos nanomateriais aplicados na agricultura. Essa regulação é importante para o Brasil, grande exportador de commodities”, observa. Colaboraram na produção do texto as pesquisadoras pós-doutorandas Ana Beatriz Santos da Silva e Lilian Seiko Kato, graduadas, respectivamente, em Química Industrial e Ciências de Alimentos.
O projeto temático liderado por Zezzi tem como principais escopos: a utilização de nanopartículas para retardar a oxidação e consequente degradação do calo durante o seu desenvolvimento in vitro; mitigar o efeito de contaminantes na bioquímica das plantas; utilizar nanopartículas como carreadoras de fertilizantes para desenvolvimentos mais produtivos; e realizar, diretamente no calo, transformações para melhoramentos genéticos que levem a plantas com maior resistência às variações de temperatura, à seca, às pragas, às geadas e a outros fatores.
Duas variantes
Atuando em uma das variantes do projeto, Silva se deteve em avaliar como as nanopartículas se comportaram durante a proliferação do tecido embriogênico somático (calos). A embriogênese somática, que consiste na geração de plantas a partir do cultivo in vitro, em laboratório, traz vários benefícios para as denominadas “plantas sem semente”, que conservam características idênticas às da planta-mãe.
Os resultados mostraram que, por um longo período, essas partículas contribuíram para a preservação dos processos de oxidação dos calos e, para surpresa da pesquisadora, a incorporação dessas nanopartículas nas células e nos próprios calos foi baixíssima, evidenciando contaminação ínfima pelo metal da nanopartícula, o que viabiliza o processo.
No âmbito da linha de pesquisa, coube a Kato entender como outros tipos de nanopartículas, aplicadas na cultura dos calos de soja in vitro, afetam a produção de metabólitos secundários nas células neles presentes. Os metabólitos secundários são metabolizados pela planta quando agredida por um agente que lhe é estranho.
Os resultados preliminares mostraram que as nanopartículas, causadoras de estresse nos calos, induzem à autodefesa, que se manifesta por meio da produção de metabólicos secundários que atuam como antioxidantes, caso dos flavonoides, taninos e carotenoides, além de outras substâncias ainda em investigação, sendo várias desconhecidas. Esses antioxidantes agem nos calos de maneira positiva, prolongando sua vida útil e aumentando sua biomassa. Além disso, esses compostos são de grande interesse para a indústria nutracêutica e farmacêutica por suas propriedades únicas e determinados potenciais anticancerígenos.
PRÓXIMOS PASSOS
Apesar do pioneirismo da pesquisa, o professor Zezzi pondera que os estudos ainda são embrionários. “Precisamos ampliar a participação multidisciplinar, fundamental nas pesquisas modernas, embora o projeto da Fapesp já caminhe nessa direção. Necessitamos, ainda, estabelecer parcerias com empresas que empreguem biotecnologia e possuam grandes áreas de cultura para a realização de ensaios que permitam comprovar os resultados de laboratório. Como é natural nesse tipo de trabalho, existem dificuldades inerentes ao processo a serem superadas, antes de chegar a uma muda robusta para utilização em plantio”.
O docente acrescenta que, no contexto da nanobiotecnologia, é preciso atingir uma diversidade de aplicações tanto em termos de uma agricultura sustentável como no uso de nanocarreadores, sejam nanofungicidas ou nanofertilizantes, de forma a garantir que o produto agrícola destinado à alimentação seja organicamente seguro e possua maior teor de nutrientes e de antioxidantes, além de outros potenciais benefícios.