{"id":19413,"date":"2018-06-19T11:49:43","date_gmt":"2018-06-19T11:49:43","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.staging.wpengine.com\/?p=19413"},"modified":"2022-01-21T15:34:06","modified_gmt":"2022-01-21T18:34:06","slug":"genes-em-silencio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/genes-em-silencio\/","title":{"rendered":"Genes em sil\u00eancio"},"content":{"rendered":"

Revista Pesquisa FAPESP<\/a>, 18 de junho de 2018<\/p>\n

Ferramenta molecular baseada na t\u00e9cnica de RNA de interfer\u00eancia pode auxiliar no combate a pragas agr\u00edcolas<\/em><\/p>\n<\/header>\n
\n

O setor agr\u00edcola conta com uma nova ferramenta biotecnol\u00f3gica para combater pragas agr\u00edcolas, que causam grandes perdas \u00e0s lavouras no mundo todo. As multinacionais norte-americanas Monsanto, rec\u00e9m-adquirida pela alem\u00e3 Bayer, e DowDuPont obtiveram no ano passado aprova\u00e7\u00e3o para uso comercial nos Estados Unidos de uma semente transg\u00eanica feita com a t\u00e9cnica de silenciamento g\u00eanico por RNA (\u00e1cido ribonucleico) de interfer\u00eancia, ou simplesmente RNAi. Com efeito inseticida, ela foi criada para controlar a larva-alfinete americana (Diabrotica virgifera<\/em>), fase larval de um besouro que \u00e9 a principal amea\u00e7a \u00e0s planta\u00e7\u00f5es de milho naquele pa\u00eds. \u00c9 a primeira vez que mol\u00e9culas de RNAi s\u00e3o usadas no combate a pragas do campo.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

No Brasil, a empresa Tropical Melhoramento & Gen\u00e9tica (TMG), com sede no Paran\u00e1 e especializada em melhoramento gen\u00e9tico de soja e algod\u00e3o, espera dispor ainda este ano de uma mol\u00e9cula de RNAi para uso contra o percevejo-da-soja (Euschistus heros<\/em>), importante praga da oleaginosa. O desenvolvimento da tecnologia est\u00e1 sendo feito por pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecu\u00e1ria (Embrapa) tamb\u00e9m j\u00e1 criou um feij\u00e3o transg\u00eanico com a t\u00e9cnica de RNAi, mas para controle de um v\u00edrus, conhecido como mosaico-dourado, que ataca esse plantio. Embora j\u00e1 aprovado desde 2011 pela Comiss\u00e3o T\u00e9cnica Nacional de Biosseguran\u00e7a (CTNBio), do Minist\u00e9rio da Ci\u00eancia, Tecnologia, Inova\u00e7\u00f5es e Comunica\u00e7\u00f5es (MCTIC), o produto ainda n\u00e3o foi comercializado.<\/p>\n

Criadas em laborat\u00f3rio, as mol\u00e9culas de RNAi neutralizam a a\u00e7\u00e3o de um gene-alvo em um organismo qualquer \u2013 da\u00ed a express\u00e3o silenciamento g\u00eanico. Seu mecanismo de a\u00e7\u00e3o \u00e9 similar ao que ocorre naturalmente em todos os seres vivos ao lutar contra ataques virais. Quando isso ocorre, as defesas do organismo tentam neutralizar a a\u00e7\u00e3o do invasor, silenciando seus genes. De modo an\u00e1logo, a tecnologia de RNAi faz com que a c\u00e9lula ataque o produto de seu pr\u00f3prio gene, como se estivesse destruindo o material gen\u00e9tico viral, num processo similar ao de uma resposta autoimune. No uso agr\u00edcola, o RNAi \u00e9 programado para inativar genes espec\u00edficos de pragas e pat\u00f3genos associados a processos essenciais \u00e0 sua sobreviv\u00eancia.<\/p>\n

A descoberta de que o processo de interfer\u00eancia por RNA poderia ser usado a favor do organismo humano rendeu aos pesquisadores Andrew Fire e Craig Mello, do Instituto Carnegie, de Washington, o pr\u00eamio Nobel de Medicina de 2006. O achado foi promissor porque revelou uma nova forma de assumir o comando celular, abrindo um amplo leque de aplica\u00e7\u00f5es. Desde ent\u00e3o, a ferramenta \u00e9 aplicada na pesquisa b\u00e1sica para estudo da fun\u00e7\u00e3o g\u00eanica e, na \u00e1rea da sa\u00fade, \u00e9 vista como uma promessa para o tratamento de doen\u00e7as gen\u00e9ticas (ver<\/em>\u00a0Pesquisa FAPESP\u00a0n\u00ba 133<\/em><\/a>).<\/p>\n

Para entender como essa nova tecnologia funciona \u00e9 preciso lembrar de processos da biologia celular, especificamente o mecanismo de express\u00e3o gen\u00e9tica. Genes s\u00e3o segmentos da mol\u00e9cula de DNA que controlam as fun\u00e7\u00f5es metab\u00f3licas das c\u00e9lulas, principalmente por meio da produ\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas. \u201cNossa informa\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica est\u00e1 toda armazenada em nosso DNA. Para dar vida e uso a essa informa\u00e7\u00e3o, o DNA deve, inicialmente, ser transcrito em RNA. Em seguida, esse RNA mensageiro \u00e9 traduzido para prote\u00ednas. Esse \u00e9 o processo b\u00e1sico de express\u00e3o g\u00eanica\u201d, explica o bi\u00f3logo Alexandre Garcia, gestor de pesquisa da TMG.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Como o nome deixa claro, a mol\u00e9cula sint\u00e9tica de RNAi interfere no processo de tradu\u00e7\u00e3o do RNA mensageiro em prote\u00edna, fragmentando-o. Ela intercepta e destr\u00f3i as informa\u00e7\u00f5es celulares conduzidas pelo RNA dentro da c\u00e9lula antes que sejam processadas e originem prote\u00ednas. Dessa forma, o processo de express\u00e3o g\u00eanica que dependia dos dados contidos naquele RNA n\u00e3o ir\u00e1 mais ocorrer.<\/p>\n

Milho pioneiro<\/strong>
\nO milho transg\u00eanico lan\u00e7ado pela Monsanto e DowDuPont foi batizado internamente de DvSnf7 e seu nome comercial \u00e9 SmartStax. A sopa de letras \u00e9 formada pelas iniciais da lagarta\u00a0Diabrotica virgifera<\/em>\u00a0e o nome do gene-alvo, Snf7. Quando o inseto se alimenta da planta, a mol\u00e9cula de RNAi entra em seu organismo e silencia o gene Snf7, impedindo a produ\u00e7\u00e3o de uma prote\u00edna que \u00e9 vital para o funcionamento de tecidos da larva-alfinete americana. O resultado \u00e9 a morte do inseto, conhecido como \u201co besouro de US$ 1 bilh\u00e3o\u201d por causa do enorme preju\u00edzo causado aos agricultores norte-americanos. A qu\u00edmica brasileira Renata Bolognesi integrou a equipe da Monsanto que criou o milho transg\u00eanico.<\/p>\n

\u201cA aplica\u00e7\u00e3o da tecnologia de RNAi na agricultura \u00e9 bastante promissora\u201d, destaca o engenheiro-agr\u00f4nomo Henrique Marques-Souza, professor do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp e l\u00edder de um grupo de pesquisa nacional sobre silenciamento g\u00eanico. Ele se especializou no tema durante o doutorado na Universidade de Col\u00f4nia, na Alemanha, conclu\u00eddo em 2007, e o p\u00f3s-doutorado na Universidade da Calif\u00f3rnia, em Berkeley, Estados Unidos, realizado entre 2008 e 2010. De volta ao Brasil, passou a lecionar na Unicamp, onde criou o Brazilian Laboratory on Silencing Technologies (Blast) e derivou seus estudos sobre silenciamento g\u00eanico para a agricultura.<\/p>\n

Em 2012, Marques-Souza e o engenheiro-agr\u00f4nomo Antonio Vargas de Oliveira Figueira, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade
\nde S\u00e3o Paulo (Cena-USP), montaram um banco de sequ\u00eancias da tra\u00e7a-do-tomateiro (Tuta absoluta<\/em>) e realizaram ensaios de silenciamento g\u00eanico para diversos genes do inseto. \u201cEsse trabalho deu visibilidade ao nosso grupo. Hoje, podemos desenvolver a tecnologia de RNAi para virtualmente qualquer praga de qualquer cultura\u201d, afirma o pesquisador da Unicamp. No ano passado, a t\u00e9cnica foi licenciada para a TMG pela Inova, a ag\u00eancia de inova\u00e7\u00e3o da Unicamp.<\/p>\n

O maior desafio para a cria\u00e7\u00e3o de um inseticida com RNAi para aplica\u00e7\u00e3o t\u00f3pica \u00e9 a reduzida estabilidade da mol\u00e9cula no ambiente<\/p><\/blockquote>\n

O primeiro produto a ser desenvolvido com a ferramenta pela empresa ser\u00e1 destinado a controlar o percevejo-da-soja, uma das maiores amea\u00e7as \u00e0 sojicultora nacional. \u201cEsperamos ter definido at\u00e9 o fim do ano as melhores mol\u00e9culas de RNA. Todo o trabalho ser\u00e1 feito em car\u00e1ter experimental e por meio de estudos controlados\u201d, conta Garcia, da TMG, destacando que o caminho para essas mol\u00e9culas se tornarem um produto comercial \u00e9 longo e depende tanto da tecnologia usada para promover sua aplica\u00e7\u00e3o como do cen\u00e1rio de aprova\u00e7\u00f5es legais.<\/p>\n

Segundo Marques-Souza, h\u00e1 duas formas de fazer com que as mol\u00e9culas de RNAi entrem em contato com as pragas: pela cria\u00e7\u00e3o de plantas transg\u00eanicas, como a Monsanto e a DowDuPont procederam com o milho DvSnf7, ou pelo desenvolvimento de produtos inseticidas. Essa \u00e9 a escolha da TMG, que planeja criar um produto para aplica\u00e7\u00e3o t\u00f3pica, como, por exemplo, um pulverizador. \u201cAl\u00e9m de diminuir o tempo gasto para a produ\u00e7\u00e3o de uma planta transg\u00eanica, o RNAi t\u00f3pico pode ser considerado um produto natural, pois se trata de uma mol\u00e9cula biol\u00f3gica que n\u00e3o causa altera\u00e7\u00f5es gen\u00e9ticas na cultura de interesse ou no organismo desejado\u201d, explica Marques-Souza.<\/p>\n

A cria\u00e7\u00e3o de um inseticida com RNAi, no entanto, n\u00e3o \u00e9 trivial, e alguns obst\u00e1culos precisam ser superados. \u201cEssas mol\u00e9culas se degradam rapidamente no ambiente, o que dificulta a cria\u00e7\u00e3o de um produto para aplica\u00e7\u00e3o na lavoura. Por isso, j\u00e1 existem investiga\u00e7\u00f5es que buscam empregar recursos da nanotecnologia para proteger a mol\u00e9cula de RNAi [ver<\/em>\u00a0Pesquisa FAPESP\u00a0n\u00ba 266<\/em><\/a>] e elevar sua estabilidade\u201d, destaca o bi\u00f3logo Fernando Lu\u00eds C\u00f4nsoli, do Departamento de Entomologia e Acarologia da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP, em Piracicaba, interior paulista.<\/p>\n

O nanoencapsulamento de mol\u00e9culas de RNAi \u00e9 o tema do projeto de doutorado do bi\u00f3logo Cyro von Zuben, aluno do IB-Unicamp orientado por Marques-Souza. At\u00e9 o fim do ano dever\u00e3o ser realizados ensaios com nanopart\u00edculas de argila, em conjunto com o Instituto de Pesquisas Tecnol\u00f3gicas (IPT), do governo paulista, e com o Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia (LNNano), do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), para diversas esp\u00e9cies-alvos em estudo no laborat\u00f3rio Blast. Na Austr\u00e1lia, um grupo de pesquisa publicou h\u00e1 pouco tempo um artigo descrevendo o uso de nanopart\u00edculas que garantem a integridade e a entrega de RNAi por 30 dias.
\n\"\"<\/a>
\nC\u00f4nsoli tamb\u00e9m alerta que o processo de sele\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de RNAi deve considerar o risco de elas afetarem a pr\u00f3pria planta ou organismos n\u00e3o alvo da tecnologia, inclusive o homem. De acordo com Marques-Souza, essa \u00e9 uma preocupa\u00e7\u00e3o real, mas que pode ser superada. \u201cQuando se seleciona um gene-alvo para atingir o organismo de uma praga, devemos ter o cuidado de n\u00e3o escolher uma sequ\u00eancia g\u00eanica que seja complementar a um gene da planta ou de qualquer outro organismo que se alimente dela. Se este cuidado for tomado, o silenciamento g\u00eanico s\u00f3 ocorrer\u00e1 no organismo-alvo\u201d, diz. \u201cA garantia de que o RNAi n\u00e3o ter\u00e1 nenhum efeito em humanos s\u00f3 vir\u00e1 com muito estudo.\u201d<\/p>\n

Alexandre Garcia refor\u00e7a: \u201cA tecnologia \u00e9 baseada em sequ\u00eancias de RNA. Todos os seres vivos possuem sequ\u00eancias em comum, mas as esp\u00e9cies t\u00eam in\u00fameras sequ\u00eancias \u00fanicas que as diferenciam de outras esp\u00e9cies\u201d. Hoje, com a quantidade de informa\u00e7\u00f5es e bases de dados de genomas \u00e0 disposi\u00e7\u00e3o, \u00e9 poss\u00edvel achar sequ\u00eancias que s\u00e3o exclusivas da esp\u00e9cie-alvo e desenhar mol\u00e9culas que ir\u00e3o atuar apenas nessas sequ\u00eancias. \u201cDessa forma, todo o processo se torna espec\u00edfico e exclusivo para o organismo-alvo\u201d, sustenta.<\/p>\n

Norma da\u00a0 CTNBIO<\/strong>
\nUm passo importante para a regulamenta\u00e7\u00e3o do uso do RNAi t\u00f3pico no Brasil foi dado no in\u00edcio do ano quando a CTNBio publicou uma normativa definindo a tecnologia como um m\u00e9todo que n\u00e3o envolve transgenia e classificando-a de T\u00e9cnica Inovadora de Melhoramento de Precis\u00e3o (Timp). Com isso, ela n\u00e3o estar\u00e1 necessariamente sujeita aos mesmos crit\u00e9rios de aprova\u00e7\u00e3o exigidos para organismos geneticamente modificados.<\/p>\n

\u201cO processo para gerar uma planta transg\u00eanica e passar por todos os mecanismos regulat\u00f3rios globais para aprovar seu cultivo comercial \u00e9 extremamente caro e demorado, podendo ultrapassar os US$ 100 milh\u00f5es e 15 anos\u201d, diz Garcia. \u201cO uso da tecnologia de RNAi como produto de aplica\u00e7\u00e3o t\u00f3pica, para o caso do percevejo-da-soja, \u00e9 mais promissor. Essa tecnologia dever\u00e1 estar \u00e0 disposi\u00e7\u00e3o dos agricultores brasileiros em alguns anos.\u201d<\/p>\n

Projeto<\/strong>
\nRNAi para controle de Tuta absoluta em tomateiro (n\u00ba 11\/12869-6<\/a>);\u00a0Modalidade<\/strong>\u00a0Aux\u00edlio \u00e0 Pesquisa \u2013 Regular;\u00a0Pesquisador respons\u00e1vel<\/strong>\u00a0Ant\u00f4nio Vargas de Oliveira Figueira (USP);\u00a0Investimento<\/strong>\u00a0R$ 153.800,39.<\/p>\n

Artigos cient\u00edficos<\/strong>
\nPARTHASARATHY, R.\u00a0et al<\/em>.\u00a0Physiological and cellular responses caused by RNAi-mediated suppression of Snf7 orthologue in western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera) larvae<\/a>.\u00a0PLOS ONE<\/strong>. On-line. 18 jan. 2013.
\nCAMARGO, R. A.\u00a0et al<\/em>.\u00a0RNA interference as a gene silencing tool to control Tuta absoluta in tomato (Solanum lycopersicum)<\/a>.\u00a0PeerJ<\/strong>. On-line. 15 dez. 2016.<\/p>\n<\/div>\n

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