10/12/2020 08:51

Pesquisa da UFPR indica resultados promissores inéditos com hormônio vegetal que auxilia no crescimento das plantas

Um resultado promissor obtido em pesquisa da Universidade Federal do Paraná (UFPR) irá possibilitar novos ganhos na produção agrícola, com impactos financeiros e ambientais. Uma solução que envolve genética e biotecnologia, desenvolvida em colaboração com o International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) na Itália e com a Universidade de São Paulo, pretende fornecer uma alternativa à produção do fitormônio citocinina, de alto custo comercial e essencial ao crescimento vegetal.

A citocinina tem a função, entre outras coisas, de agir no início do desenvolvimento vegetal, promovendo a divisão celular e a diferenciação. É, portanto, um hormônio de alto valor comercial – alguns miligramas chegam a custar entre R$1.500 a R$ 2.000. Sob a liderança dos professores Fábio Pedrosa, Emanuel Maltempi de Souza e Marcelo Muller dos Santos, a universidade conseguiu uma alternativa sustentável para a sua produção.

“Hoje, se quiser produzir quilos de citocinina, teria que germinar brotos de alguma planta, pegar milhares deles e extrair para só depois aplicar. O valor comercial é alto exatamente devido à dificuldade de obter”, pondera Muller. “A nossa ideia é desenvolver uma plataforma sustentável e economicamente viável”, explica. “São moléculas complexas e difíceis de sintetizar, por isso são caras”, reforça Souza.

A pesquisa é resultado de um financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) em edital conjunto com o ICGEB e começou há quatro anos, em uma cooperação com um laboratório na Itália que também estuda bactérias do solo capazes de se associar beneficamente a plantas. O trabalho foi praticamente um quebra-cabeça que envolveu sucessivos planejamentos, modificações e combinações genéticas até  chegar à melhor solução, com diferentes técnicas, como bioinformática e biologia sintética. “Temos, agora, um processo muito barato para obter esse tipo de molécula”, comemora Souza. “Mas precisamos usar o que conhecíamos para ter um organismo com capacidade biológica superior ao que se tinha”.

A ideia surgiu a partir do já reconhecido trabalho do grupo com a bactéria Azospirillum brasilense, fixadora de nitrogênio bastante estudada no laboratório. Ela já era estudada pela equipe como produtora de fitormônio. “Como interagem com planta, a hipótese é que elas produzam o fitormônio para controlar o desenvolvimento da planta, fazer com que fique mais saudável e dê mais nutrientes para ela”, explica Souza. Como o genoma da bactéria é conhecido, a ideia foi manipulá-la geneticamente para verificar se ampliava a produção do composto.

A partir daí, uma outra bactéria entrou em ação, a Escherichia coli – velha conhecida das pesquisas na área. O organismo seria usado como teste de conceito, mas já nos testes começou a produzir a citocinina ao ser modificado com um gene de planta ou de bactéria. A partir daí, passou a ser o principal material da pesquisa, demonstrando grande capacidade de produção de citocinina.

De acordo com Muller, há uma outra possibilidade promissora no contexto da pesquisa, relacionada a uma técnica chamada de micropropagação – a clonagem de plantas. Tanto a citocinina quanto a auxina são utilizadas nestes processos, que necessita da manipulação dos hormônios para que os tecidos das plantas se transformem em qualquer um dos seus órgãos.

É possível, nesse caso, fazer uma analogia com as células tronco embrionárias humanas, projetando a viabilidade de que fármacos fitoterápicos, por exemplo, sejam produzidos em maiores quantidade e com mais sucesso. Isso porque um dos grandes desafios da fitoterapia é justamente a grande quantidade de compostos necessários para seus testes e comercialização. A facilidade na produção de citocininas geraria impactos também nessa frente de aplicação.

A molécula sintetizada na UFPR está sendo aplicada em alguns estudos em andamento. Em um deles, com a professora Carem Gledes Vargas Rechia, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto. Ela tem usado micropropagação para regeneração de plantas de tomate a partir de poucas células, um processo que requer a aplicação de citocininas para ser otimizado. As amostras produzidas na UFPR desempenharam com eficácia semelhante à do produto do mercado. “O gene foi planejado para funcionar melhor, com partes de outros organismos, por isso o bom resultado”, diz Souza.

Muller reforça que a pesquisa inicial, começada há quatro anos, era exploratória, e que os resultados expressivos são positivos ao meio ambiente, já que os fitormônios sintéticos no mercado quase sempre demandam o uso de produtos derivados do petróleo e, portanto, com impactos ambientais. A proposta dos pesquisadores, a partir de agora, é gerar uma solução para a indústria, com o estabelecimento de patente e sua comercialização.

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Matéria no Portal UFPR: https://bit.ly/33THwt0
Foto: https://bit.ly/3oqT0Mi
Contato para esta matéria: Jéssica Tokarski  Telefone: (41) 33605008  
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