Um novo estudo revela que algumas proteínas Bt usadas em cultivos geneticamente modificados matam pragas por meio de múltiplos mecanismos, dificultando o surgimento de resistência por insetos. Pesquisadores dos EUA e da China enfatizam que essa "redundância funcional de toxinas" pode ser fundamental para uma agricultura mais sustentável e um controle eficaz de pragas.

   Agricultores em dezenas de países adotaram culturas geneticamente modificadas (ou “OGM”) que produzem internamente proteínas da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt), o que elimina algumas pragas importantes e, ao mesmo tempo, é seguro para pessoas e animais selvagens. Embora essa abordagem biotecnológica reduza a dependência de inseticidas aplicados por pulverização, proporcionando benefícios econômicos e ambientais, pelo menos 11 espécies de pragas desenvolveram resistência às culturas Bt. Portanto, métodos eficazes para combater essa resistência são urgentemente necessários.

   Um estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences (EUA) identifica uma estratégia natural para neutralizar a resistência de pragas às proteínas Bt. Pesquisadores da Universidade do Arizona e da Universidade Agrícola de Nanquim descobriram que uma proteína Bt elimina uma das pragas agrícolas mais prejudiciais do mundo por meio de dois caminhos distintos.

   "Portanto, a eficácia da proteína é mais duradoura porque, mesmo que a praga bloqueie uma via, a outra ainda é letal, e a praga não é resistente a menos que ambas as vias sejam desativadas", disse Bruce Tabashnik, um dos autores do estudo e chefe do Departamento de Entomologia da Universidade do Arizona.

   Para eliminar as pragas, as proteínas Bt devem ser ingeridas e se ligar a receptores específicos no revestimento intestinal. Como humanos e outros animais não possuem esses receptores, as proteínas Bt não os prejudicam. No entanto, assim como acontece com os germes e antibióticos que causam doenças, as pragas podem desenvolver resistência às proteínas Bt.

   O mecanismo mais comum e potente de resistência às proteínas Bt envolve alterações nos receptores que reduzem ou eliminam sua ligação às proteínas Bt. Três dos receptores implicados em muitos casos de resistência à proteína Bt são as proteínas intestinais ABCC2, ABCC3 e caderina.

   A equipe de cientistas usou a edição genética para desativar ABCC2, ABCC3 e caderina em lagartas da broca asiática do milho (Ostrinia furnacalis), a principal praga do milho na China e em outras partes da Ásia.

   Eles determinaram como a eliminação de todos os três receptores, individualmente ou em pares, afeta a resposta da praga às proteínas Bt Cry1Ab e Cry1Fa, amplamente utilizadas no milho Bt para atingir brocas do milho e outras pragas lepidópteras.

   Pesquisadores descobriram que o Cry1Ab mata lagartas por meio de duas vias tóxicas diferentes. Um requer ABCC2, enquanto o outro requer caderina e ABCC3. Isso significa que se uma mutação na praga bloquear um caminho, o outro ainda pode desferir um golpe letal. Somente quando ambas as vias são inativadas a praga se demonstra resistente.

   Esse "sistema de backup" para o Cry1Ab dificulta significativamente a evolução da resistência, pois a praga requer mutações que inativam simultaneamente dois caminhos diferentes para sobreviver. O Cry1Fa, por outro lado, usa apenas uma via, a via ABCC2. Se isso for bloqueado, a praga sobrevive à exposição ao Cry1Fa. Portanto, uma única mutação na praga que altera o ABCC2 pode torná-la altamente resistente ao Cry1Fa.

   Para testar as previsões dos resultados resumidos acima, os cientistas realizaram o experimento reverso, modificando uma linhagem celular de outra praga lepidóptera (a lagarta-do-cartucho do milho) para produzir os receptores da broca asiática do milho.

   Os resultados das células modificadas corroboram as descobertas das lagartas com receptores desativados. Por exemplo, enquanto células não modificadas não foram mortas por Cry1Ab ou Cry1Fa, células modificadas para produzir ABCC2 foram mortas por ambas as proteínas Bt, apoiando a conclusão de que ABCC2 facilita uma via tóxica para ambas.

   Além disso, células modificadas para produzir caderina e ABCC3 eram suscetíveis ao Cry1Ab, mas não ao Cry1Fa. Como esperado, essa modificação forneceu o segundo caminho para Cry1Ab, que era inexistente para Cry1Fa.

   Novos resultados com a broca asiática do milho podem lançar luz sobre um padrão anteriormente inexplicável observado em seu parente próximo, a broca europeia do milho (Ostrinia nubilalis), uma grande praga na América do Norte e na Europa.

   No laboratório e no campo, a broca europeia do milho desenvolveu resistência mais lentamente ao Cry1Ab do que ao Cry1Fa. Por exemplo, no Canadá, a resistência prática que reduz a eficácia do milho Bt contra essa praga no campo não foi evidente após 21 anos de exposição ao milho Bt produtor de Cry1Ab, enquanto a resistência prática foi documentada pela primeira vez após apenas 12 anos de exposição ao milho Bt produtor de Cry1Fa.

   Uma explicação plausível é que, assim como a broca asiática do milho, a broca europeia do milho tem duas vias tóxicas para Cry1Ab, mas apenas uma para Cry1Fa. Essa ideia poderia ser testada diretamente realizando o mesmo tipo de experimentos com a broca europeia do milho que foram usados ​​para analisar a broca asiática do milho.

   Tabashnik observou: "A redundância funcional, ou seja, o uso de mais de uma via tóxica por uma única proteína Bt, não se limita ao Cry1Ab e à broca asiática do milho; também ocorre com outras proteínas Bt e outras pragas lepidópteras importantes”.

   Essa estratégia natural para retardar a resistência de pragas pode ser aproveitada para melhorar a sustentabilidade por meio da busca por proteínas Bt nativas ou da criação de novas proteínas Bt que ataquem pragas por meio de múltiplos caminhos.

*Esta notícia foi publicada pela ChileBio e pode ser acessada em seu idioma original através de: https://chilebio.cl/2025/04/17/descifra-el-codigo-para-aumentar-la-sostenibilidad-de-las-proteinas-bt-que-matan-plagas-en-cultivos-transgenicos/

*Estudo: https://dx.doi.org/10.1073/pnas.2503674122