No rastro da lagarta

Pesquisadores identificam proteínas usadas por vírus para infectar praga de lavouras de soja

RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | Edição Online 13:11 13 de março de 2014

© EMBRAPA/SZEWCZYK ET AL., 2006

A lagarta Anticarsia gemmatalis se alimentando e causando danos à plantação de soja

Quase dez anos após o sequenciamento do genoma de um vírus que causa doenças em insetos, um grupo de pesquisadores identificou as proteínas produzidas por esse microrganismo, o Anticarsia gemmatalis múltiplo nucleopoliedrovírus (AgMNPV), em suas duas formas — ou fenótipos — assumidas durante o ciclo viral. A identificação dessas proteínas pode ajudar a complementar o entendimento que os pesquisadores tinham do vírus, pois revela quais dos seus genes estão realmente ativos. Além disso, entender os mecanismos pelos quais essas proteínas interagem com o organismo dos insetos infectados poderá auxiliar pesquisadores a desenvolver novas estratégias para o controle biológico da principal praga das culturas de soja no Brasil, a lagarta-da-soja, cujo nome científico, Anticarsia gemmatalis, é usado para denominar o vírus.

A capacidade de formar dois tipos de estruturas é rara e típica dessa família de vírus, os baculovírus. A primeira estrutura é responsável por manter o vírus no ambiente tempo suficiente para que seja ingerido pela lagarta. A partir daí, ele se desloca para o intestino do inseto e, dentro das células dessa região, produz a segunda forma capaz de infectar todos os tecidos do bicho. Essas características o tornam mais eficaz que outros vírus no ataque à lagarta-da-soja, de modo que, há anos, o AgMNPV tem sido usado em lavouras como um agente de controle biológico específico contra ela.
Por meio de diferentes tecnologias de espectrometria de massa, disponíveis no Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), em Campinas, São Paulo, o grupo, que inclui pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP), do Departamento de Biologia Celular da Universidade de Brasília e do Laboratório de Virologia de Insetos da Universidade da Flórida, nos Estados Unidos, pôde identificar proteínas já conhecidas e também outras 13 proteínas inéditas, todas produzidas pelo vírus nas duas estruturas.

Cada proteína tem um papel específico, auxiliando o AgMNPV em cada etapa do processo de infecção. Segundo a bióloga Carla Torres Braconi, autora principal do estudo, cujos resultados foram publicados na edição de janeiro da revista Journal of General Virology, algumas das proteínas identificadas interferem na resposta celular da lagarta diante da infecção. Outras estão ligadas ao processo de metamorfose do inseto. “Essas proteínas forçam a lagarta a continuar no estágio de alimentação, impedindo-a de formar casulo e se transformar em borboleta”, conta. “Com isso, a lagarta acaba se expondo mais a predadores, como pássaros e insetos maiores”, explica Carla, que foi bolsista de doutorado da FAPESP sob orientação do virologista Paolo Zanotto, da USP.

© EMBRAPA/SZEWCZYK ET AL., 2006

Foto de microscopia eletrônica ilustrando o poliedro que protege o vírus no meio ambiente com vários fenótipos oclusos – responsáveis por mantê-lo no ambiente – em seu interior.

Algumas proteínas desempenham um papel ainda mais estratégico. As chamadas antiapoptóticas anulam o mecanismo de morte programada das células infectadas. “Ao penetrar o organismo da lagarta, o baculovírus se instala nas células, que automaticamente acionam esse mecanismo de autodestruição”, explica a pesquisadora. “Mas o vírus carrega proteínas que desativam esse sistema.” A partir de então, ele pode se replicar livremente, completando seu ciclo viral. Essa infecção chega a tal ponto que qualquer atrito externo sobre a lagarta— como o impacto das gotas da chuva, por exemplo — é capaz de romper sua cutícula, a armadura que a envolve. A hospedeira, então, morre e o vírus volta a ser liberado no ar, onde permanece até ser ingerido por outra lagarta, repetindo o ciclo.

Por muito tempo a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) usou esse baculovírus contra a lagarta-da-soja. Nas safras de 2003-2004, seu programa de controle biológico atingiu cerca de 2 milhões de hectares de plantações, representando uma economia de mais de R$ 20 milhões, graças à substituição dos pesticidas químicos pelo vírus. Sua utilização como controle biológico começou a cair a partir de 2007, quando perdeu eficácia.

Segundo Carla, na última safra (2012-2013), uma nova espécie de lagarta foi identificada nos campos brasileiros de soja, milho e feijão: a lagarta-comilona (Helicoverpa armigera). Acontece que o baculovírus é eficaz apenas contra a lagarta-da-soja. Resultado: os agricultores brasileiros usaram três vezes mais agrotóxicos do que antes do controle biológico, já que em alguns casos, além da lagarta-comilona, algumas lavouras foram infestadas por até três espécies diferentes ao mesmo tempo. Ainda assim, os prejuízos dos produtores de soja em Mato Grosso com a lagarta-comilona chegaram a R$ 1 bilhão.

O grupo, também responsável pelo sequenciamento do genoma do vírus, em 2006, agora pretende tentar entender os mecanismos que fazem com que a lagarta-da-soja seja vulnerável ao vírus enquanto outras espécies não são. “Sabendo quais proteínas são usadas pelo baculovírus para infectar a lagarta-da-soja é possível desenharmos as vias que essas proteínas usam para interagir com as células do hospedeiro”, explica Carla. Com isso, os pesquisadores pretendem verificar quais vias poderiam ser alteradas nessas novas espécies, de modo a facilitar a infecção pelo baculovírus.

Projeto

Estudo das proteínas estruturais do Nucleopoliedrovírus Anticarsia gemmatalis (AgMNPV-2D) em linhagens de células de inseto distintas e comparação da GP64 em variantes geográficos (09/16740-8); Modalidade Bolsa no Brasil – Doutorado Direto; Pesquisador responsável Paolo Marinho de Andrade Zanotto (ICB-USP; Bolsista Carla Torres Braconi; Investimento R$ 118.592,76 (FAPESP).

Artigo científico

BRACONI C. T. et al. Proteomic analyses of baculovirus Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus budded and occluded virus. Journal of General Virology. 21 jan 2014.