Combater o fogo bacteriano com bacteriófagos: uma realidade cada vez mais próxima

Pesquisa | Kimitec

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O fogo bacteriano é uma das doenças fitossanitárias mais difíceis de controlar, prevenir e erradicar; na verdade, não existem tratamentos químicos que tenham conseguido até agora.

Se você está aqui, é porque te interessa tratar o fogo bacteriano com bacteriófagos, queremos te dizer que, na Kimitec somos conscientes da problemática que, como agricultor de frutos de sementes, sua cultura pode sofrer na devido às infecções da bactéria Erwinia amylovora (Ea) que afeta as plantas pertencentes à família Rosaceae.

Como especialistas em soluções naturais e biotecnológicas para o setor fitossanitário, estamos trabalhando no PhageFire, um biopesticida baseado em fagos para eliminar a bactéria Ea de forma natural, eficaz e sustentável.

Se você quer saber como os fagos podem combater a Erwinia amylovora, nos acompanhe e descubra neste artigo.

O que são os fagos e como acontece o seu ciclo vital?

Eles são naturalmente encontrados no meio ambiente, no meio do caminho entre a matéria viva e inerte e mesmo sendo os organismos mais abundantes da terra, seu tamanho impede que você os observe a olho nu (nem mesmo os microscópios convencionais conseguem mostrá-los).

Não é um enigma. São os bacteriófagos, também conhecidos como fagos ou vírus que afetam as bactérias: eles possuem a capacidade de infectar as bactérias, destruindo-as e assim poder reproduzir-se.

Na medicina já são usados e são altamente reconhecidos pela sua aplicação contra bactérias multirresistentes, um problema cada vez mais frequente, produzido pelo uso indevido de antibióticos. Entretanto, nos últimos anos o seu potencial para controlar as doenças bacterianas fitopatógenas (as que afetam as plantas), como o fogo bacteriano, está sendo explorado.

Antes de pesquisar mais sobre os seus benefícios no setor agrícola, é importante saber como se comportam.

O funcionamento dos fagos é semelhante ao de outros vírus: Eles precisam infectar uma célula hospedeira para reproduzir-se. Seu modo de ação, também chamado bacteriólise, consiste em colonizar a célula bacterial hospedeira até conseguir dissolvê-la.

Através do ciclo lítico, o fago completa o seu ciclo de vida culminando o processo de infecção. O processo é composto das seguintes fases:

  1. Em primeiro lugar, o fago se fixa na célula hospedeira e inicia o processo de codificação dos seus produtos genéticos, ou seja, injetam instruções que alteram ou destroem a parede celular da bactéria.
  2. O fago copia seu próprio DNA dentro da bactéria; se auto replica para poder reproduzir-se.
  3. Em terceiro lugar, se incorpora nas partículas infecciosas fabricadas no processo, liberando novas partículas de fago.
  4. Para culminar o ciclo lítico, ocorre a lise, ou seja, a explosão da célula hospedeira, que “lisa” e morre no processo, após ter permitido a reprodução de múltiplos fagos.

Uma vez concluído o processo, e liberando os novos fagos, estes vão em busca de novas células bacterianas que possam ser usadas como hospedeiras para repetir o ciclo. Isto permite que ele se espalhe de forma exponencial, (eis aqui sua força).

A característica especial dos fagos é a sua especialização: Existem diferentes tipos e cada um se dirige à bactérias específicas. Isso permite dirigi-los para que não ataquem as cepas desejáveis e acabem com aquelas indesejadas de forma rápida e concisa.

Benefícios e vantagens do uso de bacteriófagos na agricultura

Para o setor agrícola, é cada vez mais evidente a necessidade de substituir os produtos químicos por produtos naturais que nos proporcionem uma alimentação mais saudável. Uma maior qualidade e eficácia dos produtos naturais é possível utilizando os processos biotecnológicos que temos atualmente para podermos atingir esses padrões.

É por isso que propomos utilizar os fagos como uma estratégia sustentável para reduzir o uso de agrotóxicos de síntese química na indústria agroalimentar. Uma das vantagens que encontramos é que, na fase lítica, quando se compromete a sobrevivência da população bacteriana que tem como alvo, alguns fagos produzem sinais químicos que provocam a transição para outro tipo de ciclo possível: o ciclo lisogênico, que permite ao fago reproduzir-se sem matar a bactéria hospedeira. Isto permite a sobrevivência da célula hospedeira até que o fago encontre a forma de reproduzir-se.

Sob esta premissa, os benefícios e vantagens dos fagos na agricultura em pragas como o fogo bacteriano (FB) são:

Especificidade no seu modo e local de ação

Apenas atacam as bactérias do mesmo tipo, pelo que evitamos danificar as cepas que são desejáveis para as nossas culturas. Além disso, os fagos se replicam de forma exclusiva no local da infecção, até que produzem a morte da bactéria hospedeira.

Não são prejudiciais

Os fagos não são tóxicos para as células eucariotas, aquelas que contêm núcleo e abrangem as células animais e vegetais, entre outras. São inofensivos para os seres humanos, os animais e o meio ambiente.

Não geram resistências

Ao contrário dos antibióticos e da problemática que apresentam, os fagos evoluem, se adaptam e raramente geram resistências.

Resíduos? Não obrigado

Os fagos não causam resíduos, são ecológicos e legais com o meio ambiente. Uma vez que não têm nenhuma bactéria alvo em que executar seu ciclo lítico, não prosperam e morrem.

Adaptabilidade, isoladamente ou em conjunto

Os fagos podem ser utilizados isoladamente ou em conjunto para tratar infecções em curso, ou seja, têm elevada adaptabilidade de acordo com os requisitos necessários para a cultura.

Com ‘poucos’ se pode ‘fazer muito’

Por sua própria natureza são auto-replicantes, isto é, uma vez terminado o ciclo lítico se liberam novos fagos que começam outra vez um ciclo novo e infectam as bactérias restantes. O resultado é que, com um número reduzido de fagos e num curto período, muitos resultados podem ser alcançados.

Produção econômica e simples

O isolamento dos fagos, a sua produção e o seu armazenamento é acessível.

O que é o fogo bacteriano e como ele afeta as plantas?

Sob a problemática que ocasionam as pragas de quarentena, ou seja, aquelas que têm uma importância econômica e ambiental primordial para a área em que são reproduzidas, encontram-se, portanto o fogo bacteriano.

Prato de Petri com fogo

O fogo bacteriano (FB) é uma dessas doenças de quarentena causada pela bactéria Erwinia Amylovora (Ea), originária dos Estados Unidos e presente na Europa desde os anos 50. Afeta principalmente às culturas das famílias de plantas rosáceas (frutos de sementes, como a pereira, a macieira, o marmeleiro ou as nêsperas), como mencionamos no início deste artigo. É a sua doença mais grave, pois pode provocar a morte da planta num curto período.

Ao contrário dos antibióticos, a resistência aos fagos pelas células bacterianas em populações naturais de Erwinia Amylovora é muito rara. Não tendo propensão para gerar resistências, e sendo a sua taxa de mutação e replica mais rápida do que a das bactérias, os cocktails de fagos, um conjunto de fagos para fazer uma terapia sobre uma praga, estão dando resultados muito positivos.

É de suma importância desenvolver uma solução integrada baseada em fagos que permita aos agricultores controlar as infecções causadas pela Ea, com uma menor dependência de produtos químicos nocivos e antibióticos.

Por isso, na Kimitec, começamos a procurar uma solução para esta problemática através do projeto PhageFire, destinado a desenvolver um agrotóxico feito com substâncias naturais de plantas e microrganismos, ou com substâncias que liberam (biopesticida), baseado em fagos. O primeiro e único da Europa, com um potencial escalável na proteção das doenças vegetais.

PhageFire, o produto natural baseado em fagos que pode eliminar o fogo bacteriano

O PhageFire é um projeto H2020 financiado pela União Europeia para desenvolver um produto natural baseado em fagos que tem como objetivo combater de uma forma rápida, eficaz e natural a doença do fogo bacteriano causada pela Erwinia Amylovora.

Para este projeto foi criado um consórcio de parceiros constituído pela associação de produtores de La Rioja, Peras del Rincón de Soto, a consultora Enviroinvest da Hungria especializada em produção, autorização e comercialização de agrotóxicos à base de fagos; ZHAW (Suíça) – um

centro de pesquisa superior em terapia de fagos e a Kimitec, especialista em design, desenvolvimento e comercialização de soluções naturais para a agricultura.

Neste ponto do projeto, em que já fizemos importantes progressos científicos e tecnológicos na utilização de fagos para o controle da Erwinia Amylovora em modelos vegetais, a Kimitec e o resto dos membros do consórcio têm uma biblioteca de fagos líticos isolados de forma natural a Ea.

O nosso objetivo, dentro do projeto H2020, é escalar de forma industrial a solução baseada em fagos que a Enviroinvest e a ZHAW desenvolveram e tornar esta solução homogênea e estável. E permitir que os produtores de frutos de sementes, como Peras del Rincón de Soto, colaborem nos ensaios de campo do produto, e qualquer outro produtor da família de plantas rosáceas, combatam a praga do fogo bacteriano.

Apresentamos esta solução eficaz e segura com um desempenho duradouro contra a Ea. As características do produto que estamos desenvolvendo com o projeto PhageFire são: É uma solução eficaz e segura para uma vasta gama de cepas de Ea, acessível, fácil de administrar, persistente e ecológica. Queremos que você, como agricultor, possa reduzir as perdas econômicas causadas por esta doença e alcançar uma produtividade natural, reduzindo a dependência a produtos químicos de síntese ou tóxicos nas suas culturas.

Estamos lançando a produção em escala comercial, mas temos algo bem claro… queremos que você faça parte desta revolução!

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