Nanopartículas verdes utilizadas no controle de pragas

Publicado em 19/09/2014

clique para ampliar>Folhas de pequi (Foto: FÁBIO COLOMBINI)

Cascas, sementes, polpas e folhas de árvores e plantas do cerrado brasileiro – como pequizeiro, cajuzinho-do-cerrado, mangabeira, sucupira, bureré e outras –, além de várias espécies de cogumelos, são as matérias-primas escolhidas por pesquisadores da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (Cenargen), sediada em Brasília, para a obtenção de nanopartículas com potencial de utilização em biossensores para detecção de vírus em plantas, controle de larvas de insetos, microrganismos, células tumorais e outras aplicações. “Investigamos várias espécies e recursos biológicos para encontrar os mais apropriados para realizar o processo de biorredução, visando à produção de nanopartículas metálicas”, relata Luciano Paulino da Silva, coordenador do grupo de nanobiotecnologia da Embrapa Cenargen. A biorredução é um processo biológico mediado por moléculas como enzimas, proteínas, aminoácidos, polissacarídeos e metabólitos encontrados nos extratos de cascas, sementes e folhas, por exemplo, que transforma o íon de prata (quando há ganho de elétrons) em prata metálica, resultando na formação de nanopartículas. Uma grande vantagem do método de síntese biológico em vez do químico tradicional é que parte das moléculas ativas também adere à superfície dessas nanopartículas, o que lhes confere características diferenciadas como atividade antibacteriana, antiviral ou antialérgica dependendo do vegetal ou cogumelo utilizado. “Esse método de síntese de nanopartículas é chamado de nanotecnologia verde.”

O extrato aquoso da casca da castanha do cajuzinho-do-cerrado (Anacardium othonianum), uma planta arbustiva, foi o meio escolhido pela pesquisadora e estudante de doutorado Cínthia Caetano Bonatto, da Universidade de Brasília (UnB), para estudar uma rota de síntese alternativa aos solventes nocivos ao ambiente, como o hidróxido de sódio, utilizados no método tradicional. Durante a pesquisa feita em seu doutorado, orientado por Luciano Silva, da Embrapa Cenargen, ela verificou que, durante o processo de síntese, temperaturas mais elevadas aceleram o crescimento, modulam o tamanho e aumentam a condutividade elétrica das nanopartículas, que mostraram em testes ter propriedades antifúngicas. “As partículas apresentam propriedades ópticas, estruturais, biológicas e elétricas controladas pela temperatura a que o meio reacional é submetido durante a síntese”, diz Luciano Silva. Os resultados foram publicados na revista Industrial Crops and Products, em julho deste ano.

A mesma estratégia de utilizar temperaturas maiores no processo de síntese foi utilizada em outra pesquisa feita por Cínthia, com folhas do pequizeiro (Caryocar brasiliense). “O extrato aquoso de pequi tem, em relação a outras plantas testadas em laboratório, um grande potencial biorredutor”, diz a pesquisadora. Após a síntese e caracterização, incluindo a avaliação das propriedades estruturais – pelo tamanho e forma – do nanomaterial obtido, os pesquisadores conseguem saber quais as melhores aplicações para as nanopartículas. “Na área agrícola, por exemplo, podemos desenvolver nanossistemas para controle de patógenos e pragas, incluindo bactérias, fungos e larvas de insetos”, diz Luciano Silva. “As estratégias de uso serão avaliadas de acordo com a necessidade de aplicação.” Para capturar pragas como besouros ou cigarrinhas, por exemplo, os nanossistemas poderão ser colocados dentro de armadilhas no campo. No caso de fungos que atacam folhas, a aplicação das nanopartículas pode ser feita por pulverização ou, se o ataque for na raiz, diretamente no solo ou no tecido vegetal.

“Estamos trabalhando no desenvolvimento de superfícies nanoestruturadas para a imobilização de enzimas que podem ser aplicadas na indústria para a obtenção de hidrolisados alimentícios a partir de macromoléculas como proteínas e carboidratos, processo chamado de catálise enzimática”, diz Luciano Silva. Segundo ele, essas enzimas não são ainda aplicadas em larga escala em função do alto custo operacional para a sua utilização. “Com o processo de imobilização, esse custo ficaria bem menor”, explica.

clique para ampliar>Micélios (coloridos no computador), fase vegetativa de cogumelos, produzidos em meio de cultivo controlado (Foto: FÁBIO COLOMBINI)

Um outro modelo de síntese biológica que tem sido testado com bons resultados são as partículas poliméricas estruturadas a partir da quitosana, substância encontrada na carapaça de crustáceos, para o transporte tanto de macromoléculas como de metabólitos secundários visando  aplicações na biomedicina e na agropecuária. “Uma das moléculas que transportamos nesse sistema polimérico é a melitina, aminoácido extraído do veneno de abelha, com atividade antibacteriana, antifúngica e anticancerígena”, diz Luciano Silva. No modelo testado pela aluna de doutorado Kelliane Almeida de  Medeiros, foram investigados in vitro os efeitos de partículas poliméricas contendo melitina sobre células tumorais de câncer de mama. Atualmente estão sendo realizados os primeiros testes em camundongos com resultados promissores.

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Fonte: Revista FAPESP