Biossensor facilita busca por produtos naturais para controle de pragas

Tecnologia desenvolvida na UFSCar permite triagem de plantas para desenvolvimento de bioinseticidas, com custo e complexidade menores que nos métodos tradicionais

(Imagem: Divulgação)

A Ciência tem buscado alternativas mais sustentáveis aos agrotóxicos e, na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), uma solução que pode encurtar o caminho até essas novas substâncias foi desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ).

Em sua pesquisa de doutorado, Sean dos Santos Araújo criou um biossensor capaz de detectar rapidamente, em extratos de plantas, inibidores da enzima acetilcolinesterase (AChE), vital para o sistema nervoso dos insetos e, assim, um alvo estratégico para controle de insetos-pragas.

A ferramenta, de baixo custo e fácil aplicação, pode levar ao desenvolvimento de novos biopesticidas. 

A pesquisa que resultou no biossensor eletroquímico baseado na enzima AChE (Bio-AChE) é fruto de uma parceria entre o Laboratório de Produtos Naturais (LPN-UFSCar) e o Laboratório de Bioanalítica e Eletroanalítica (LaBiE).

O dispositivo utiliza um eletrodo de carbono impresso, modificado com nanopartículas de ouro cobertas por glutationa, criando uma superfície ideal para fixar a AChE.

E este foi um dos principais desafios enfrentados na pesquisa: alcançar as condições ideais para a manutenção da atividade biológica da enzima e sua correta interação com o sensor. 

“A imobilização do componente biológico é uma etapa fundamental, para garantir a estabilidade da enzima e a precisão nas medições”, explica Araújo.

Para isso, a equipe modificou a superfície do sensor com as nanopartículas de ouro, o que estabilizou a AChE e intensificou a resposta eletroquímica.

“O protocolo que desenvolvemos funcionou com eficácia e precisão, permitindo as leituras da atividade da AChE e, depois, a realização de bioensaios com extratos vegetais”, complementa o pesquisador. 

Uma das grandes vantagens dos biossensores eletroquímicos é o seu baixo custo, especialmente quando comparado a métodos tradicionais, como a cromatografia de bioafinidade, muito mais caros e complexos. 

O biossensor foi testado primeiro com azadiractina, um inibidor natural conhecido de AChE, extraído da planta Azadirachta indica.

A partir dos resultados positivos obtidos, que validaram a capacidade do sensor detectar com precisão a inibição da enzima, testes foram conduzidos com outros extratos vegetais, das plantas Picramnia riedelli, P. ciliata e Toona ciliata.

Os resultados indicaram taxas de inibição entre 41% e 55% e, assim, o grande potencial dessas plantas para a criação de biopesticidas. 

Na pesquisa, também foi possível identificar compostos específicos responsáveis pela inibição da AChE. Para mais detalhes e acesso ao artigo completo, a pesquisa foi publicada no periódico Analytical Methods.

O estudo foi conduzido sob supervisão de Ronaldo Censi Farias, João Batista Fernandes, Moacir Rossi Forim e Maria Fátima Fernandes da Silva, docentes no Departamento de Química da UFSCar. 

O projeto recebeu apoio financeiro da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, processos 303581-2022-0, 312366/2018-3 e 465357/2014-8) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp, processo 14/50918-7 e 2012/25299-6).

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Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)