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Fungo transgênico dizimou populações de mosquitos transmissores de malária rapidamente

Tecnologia em teste na África Ocidental abre novos caminhos para a erradicação da doença

Etienne Bilgo, coautor do estudo, observa uma das piscina de reprodução dos mosquitos, onde pesquisadores descobriram que a simples aplicação do fungo transgênico em um pano pendurado reduziu a população de mosquitos em 99%. Foto: Oliver Zida

 

Segundo a Organização Mundial da Saúde, a malária afeta milhões de pessoas em todo o mundo, resultando em mais de 400 mil mortes anualmente. Décadas de uso de inseticidas se mostraram ineficazes no controle dos mosquitos que espalham a doença, além de criar resistência às substâncias em muitas espécies do inseto. Na busca de debelar a doença, vários grupos de pesquisa começaram a modificar geneticamente mosquitos e outros organismos que podem ajudar na erradicação dos vetores. Até agora, porém, foram poucas as iniciativas da área que superaram as fases de teste em laboratório.

Em um recente artigo publicado em 31 de maio na revista Science, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Maryland e de Burkina Faso, na África, descrevem o primeiro teste de camoi de uma solução transgênica para a malária. O estudo mostrou que um fungo natural, geneticamente modificado de forma a injetar uma determinada toxina nos mosquitos, reduziu em mais de 99%, e de forma segura, a população dos insetos de uma instalação construída para simular uma vila em Burkina Faso, na África Ocidental.

“Nenhuma outra iniciativa transgênica focando o controle de malária chegou tão longe a ponto de ser testada em campo”, conta Brian Lovett, um estudante de pós-graduação do Departamento de Entomologia da Universidade de Maryland e autor principal do artigo. “Os resultados são um grande passo e estabelecem precedentes para este e outros métodos transgênicos avançarem.”

“Demonstramos que a eficácia do fungo transgênico é bem maior que a do tipo selvagem, o que justifica a continuidade do desenvolvimento da pesquisa”, diz Raymond St. Leger, professor de Entomologia da Universidade de Maryland e co-autor do estudo.

O fungo em questão é um agente patogênico natural que infecta os insetos selvagens, matando-os lentamente. Ele tem sido usado para controlar diversas pragas agrícolas por muitos séculos. Os cientistas usaram uma linhagem do fungo que é específica dos mosquitos, e modificaram-na para produzir uma toxina que mata os insetos mais rápido do que eles são capazes de se reproduzir. O fungo transgênico fez com que as populações de mosquitos na área de teste caíssem a níveis insustentáveis num intervalo de apenas duas gerações.

“Pode-se imaginar o fungo como uma agulha que usamos para injetar uma potente toxina específica nos mosquitos”, explica St. Leger.

A toxina é um inseticida chamada Hybrid. É derivada do veneno da aranha-teia-de-funil australiana e foi aprovada pelo Agência de Proteção Ambiental americana para ser aplicada diretamente em plantações, a fim de controlar pragas agrícolas.

“A simples aplicação dos fungos transgênicos em um pano que penduramos na parede da nossa área de estudo levou a população de mosquitos a colapsar em 45 dias”, conta Lovett. “É um método eficiente tanto para mosquitos resistentes a inseticidas quanto aqueles não resistentes.”

Lovett diz que os testes em laboratório mostram que o fungo vai infectar todas a gama de mosquitos que carregam a malária. O grande número de espécies capazes de transmitir a doença tem dificultado os esforços para controlar o mal, porque nem todas respondem da mesma aos diferentes métodos de tratamento.

Para modificar o fungo Metarhizium pingshaense de modo que ele produza e espalhe a toxina Hybrid, a equipe usou um método padrão que se utiliza de uma bactéria para transferir intencionalmente DNA ao fungo. O DNA que os cientistas projetaram e introduziram no fungo fornece as instruções de como criar a substância Hybrid, bem como um mecanismo de controle para avisar o fungo de quando ele deve produzir a toxina.

O mecanismo de controle é uma cópia do DNA do próprio fungo. Sua função normal é informar o fungo quando ele deve construir uma defesa ao redor de si mesmo, para se esconder do sistema imunológico de um inserto. Construir essa defesa exige muita energia, então o fungo só utiliza esse mecanismo quando detecta o ambiente necessário — ou seja, dentro da corrente sanguíneo de um mosquito.

Combinando o código genético desse mecanismo com o código de produção do Hybrid, os cientistas foram capazes de se certificar que o fungo transgênico só produziria a toxina quando dentro do corpo de um mosquito. Eles testaram o fungo modificado em outros insetos em Maryland e Burkina Faso, e descobriram que o fungo não era nocivo para espécies benéficas ao ambiente, como abelhas.

“Esses fungos são bem seletivos”, explica St. Leger. “Eles percebem onde estão através de sinais químicos e pelo formato das partes de um corpo de inseto. A linhagem com que estamos trabalhando gosta de mosquitos. Então, quando o fungo detecta que está em um mosquito, ele cruza a cutícula do inseto e entra em seu interior. Isso não acontece em outros insetos, então é um método bem seguro para espécies benéficas, como as abelhas”.

Após demonstrar a segurança do fungo geneticamente modificado em laboratório, Lovett e St Leger trabalharam em conjunto com outros cientistas e autoridades do governo de Burkina Faso para testá-lo em um ambiente controlado que simulasse a natureza. Em uma área rural de Burkina Faso, com presença de malária, eles construíram uma estrutura fechada de mais de 600 metros quadrados, a qual chamaram de MosquitoSphere. Dentro da estrutura, três  câmaras continham cabanas experimentais, com plantas, pequenas piscinas para a reprodução dos mosquitos e fontes de comida para os insetos.

Em uma série de experimentos, os pesquisadores penduraram um pano algodão coberto com óleo de gergelim na parede das cabanas em cada uma das três câmaras. Um dos panos continha, no óleo, a versão transgênica do fungo; outra, a versão não-modificada dele; e o outro pano foi coberto apenas com óleo de gergelim puro. Depois, eles liberaram 1.000 mosquitos machos e 500 fêmeas em cada câmara, para estabelecer as populações reprodutivas. Os pesquisadores então contaram os mosquitos diariamente por 45 dias.

Na câmara contendo o pano com os fungos transgênicos, as populações de mosquitos despencou ao longo dos 45 dias, terminando com apenas 13 mosquitos adultos. Essa quantidade não é suficiente para os machos criarem um enxame, o que é fundamental para a reprodução dos mosquitos. Em comparação, os pesquisadores contaram, no mesmo período, 455 mosquitos na câmara com o fungo natural, e 1.396 na que só possuía óleo de gergelim puro. Eles repetiram o experimento diversas vezes, com os mesmos resultados dramáticos.

Em experimentos similares no laboratório, os cientistas também descobriram que mosquitos fêmeas infectadas com o fungo transgênico botaram apenas 26 ovos, dos quais apenas três se desenvolveram em indivíduos adultos, enquanto as fêmeas não infectadas colocaram 139 ovos que resultaram em 74 adultos.

Segundo os pesquisadores, é extremamente importante que as novas tecnologias anti-malária, como a testada nesta pesquisa, sejam  de fácil utilização pelas comunidades locais. Panos de algodão e óleo de gergelim são relativamente baratos e facilmente usados na região. A prática também não requer que as pessoas mudem seus hábitos, porque o fungo pode ser aplicado em conjunto com os pesticidas comumente usados nos dias de hoje.

“Seguindo os protocolos da OMS e da Agência de Proteção Ambiental bem rigorosamente, trabalhando com os governos central e locais para atender seus critérios, e trabalhando de perto com a comunidade local para sermos aceitos, conseguimos quebrar uma enorme barreira”, diz Lovett. “Nossos resultados terão amplas implicações para todos os projetos que propõe novas, complexas e potencialmente controversas tecnologias para a erradicação da malária.”

Agora, a equipe internacional de cientistas esperam testar os fungos transgênicos em uma vila ou comunidade local. Existem diversos requisitos regulatórios e sociais para serem cumpridos antes de aplicar esse método em um ambiente aberto como um vilarejo, mas os pesquisadores dizem que os resultados deste estudo dão forças para seguir em frente com essa ideia.

Universidade de Maryland

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