p Pesquisadores da Case Western Reserve University estão aplicando tecnologia de entrega de drogas à agricultura para controlar lombrigas parasitas de forma mais eficaz e segura. p As minúsculas lombrigas, ou nematóides, causa $ 157 bilhões em quebras de safra em todo o mundo a cada ano, outros pesquisadores estimam, em grande parte porque estão fora do alcance dos pesticidas. Os produtos químicos se dispersam mal no solo, enquanto os parasitas se alimentam das raízes das plantas bem abaixo da superfície.

p Como resultado, os agricultores aplicam grandes quantidades de pesticidas, que podem aumentar as concentrações químicas nos alimentos ou escorrer e danificar outras partes do meio ambiente, todos os quais têm custos.

p Mas os pesquisadores de engenharia biomédica da Case Western Reserve podem ter encontrado uma solução eficaz.

p "Usamos nanopartículas biológicas - um vírus de planta - para entregar um pesticida, "disse Paul Chariou, um aluno de doutorado em engenharia biomédica na Case Western Reserve e autor de um estudo sobre o processo publicado na revista ACS Nano . "O uso da nanopartícula aumenta a difusão do solo enquanto diminui o risco de lixiviação e escoamento, reduzindo a quantidade de produtos químicos nas plantações de alimentos e reduzindo o custo para tratar as plantações. "

p Chariou trabalhou com Nicole Steinmetz, o George J. Picha Professor em Biomateriais nomeado pela Case Western Reserve School of Medicine.

p Os nematóides parasitas se alimentam de uma ampla variedade de culturas, incluindo milho, trigo, café, soja, batatas e uma série de árvores frutíferas. Os danos que causam nas raízes prejudicam a capacidade das plantas de absorver água e nutrientes, que pode matar plantas jovens e reduzir o rendimento em plantas maduras.

p Para tentar entregar mais pesticidas às raízes, os pesquisadores usaram o vírus do mosaico verde suave do tabaco (TMGMV). O vírus é usado na Flórida como pesticida para controlar uma erva invasora, mas é benigno para os nematóides.

p TMGMV pode infectar tomates, berinjela e outras plantas solenáceas, mas não é uma ameaça para quase 3, 000 outras espécies de plantas que sofrem infecções de nematóides.

p O vírus se auto-monta em uma estrutura semelhante a um tubo, 300 nanômetros de comprimento por 18 nanômetros de largura, com um canal oco de 4 nanômetros de largura.

p Como uma prova de conceito para este estudo, os pesquisadores testaram as nanopartículas derivadas de vírus de plantas com um nematicida chamado violeta de cristal, que tem sido usado para matar nematóides na pele, mas não na agricultura.

p Os pesquisadores aproveitaram a química da superfície para carregar as moléculas de cristal violeta com carga positiva no canal com carga negativa do vírus-nanopartícula. Cada partícula de vírus carregava cerca de 1, 500 moléculas de cristal violeta.

p Em experimentos de laboratório com condições que simulam solos de cultivo com um pH de 5, o nematicida permaneceu ligado enquanto as partículas do vírus eram aplicadas e difundidas no solo. "No nível raiz, o nematicida se difunde do vírus ao longo do tempo, "Chariou disse. Solos mais quentes e mais ácidos faziam com que o produto químico fosse liberado mais rápido.

p Em testes com o nematóide Caenorhabdiis elegans, em uma cultura líquida, os cientistas confirmaram que os nematóides foram paralisados ​​e mortos pelo tratamento com a nanopartícula do vírus infundido com a droga - isso ocorre porque a droga se difunde para fora de seu portador ao longo do tempo, permitindo que ela interaja com os nematóides. Como mecanismo de morte secundário, o pesquisador também observou que as lombrigas estavam comendo as nanopartículas. O cristal violeta foi liberado no estômago dos animais, paralisando e matando-os.

p Mais importante, as partículas de vírus que carregam nematicidas se dispersaram melhor quando aplicadas à superfície do solo e tornaram mais moléculas disponíveis para matar os nematóides no nível da raiz.

p Chariou e Steinmetz agora estão testando o sistema de entrega usando pesticidas químicos aprovados para plantações e desenvolvendo um modelo de computador para entender melhor e, em última análise, otimizar a capacidade da nanopartícula de se difundir através do solo.