Mônica Pileggi: a vassoura-de-bruxa e os alvos potenciais

O projeto SMOLBnet 2.0: Estudos estruturais de proteínas-chave para as doenças fúngicas do cacau – vassoura-de-bruxa e monilíase -, desenvolvimento de estratégias de controle e entendimento de modelos de patogenicidade, coordenado pelo pesquisador Andre Luis Berteli Ambrosio, do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), e selecionado na chamada da Rede de Biologia Estrutural em Tópicos Avançados de Ciências da Vida – SMOLBnet 2.0, espera elucidar o mecanismo de ação da doença que há mais de duas décadas afeta drasticamente a produção de cacau no Brasil.

O objetivo da rede SMOLBnet, um programa da Fapesp, é promover parcerias entre grupos de pesquisa que tenham experiência em resolução de estrutura de macromoléculas por cristalografia com raios X ou ressonância magnética nuclear e grupos de pesquisa de área molecular que desenvolvem projetos competitivos de alto impacto em sistemas biológicos complexos.

Na primeira fase do projeto, o grupo de biologia molecular ficou encarregado de identificar as moléculas do fungo responsáveis por sua atividade na planta. A tarefa foi realizada sob o comando de Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, chefe do Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e pesquisador associado do LNBio, e de Jorge Maurício Costa Mondego, pesquisador do Instituto Agronômico (IAC).

A vassoura-de-bruxa surgiu na Amazônia, que também é uma das regiões de origem do cacau. De acordo com registros oficiais, o fungo chegou à Bahia – principal região produtora do fruto no Brasil – em 1989. "Foi uma devastação. O volume do cacau no País atingiu menos de 25% de sua produção, caindo de 400 mil toneladas para 100 mil toneladas ao ano, em 2000", disse Pereira.

Ao infectar o cacaueiro, o Moniliopthora perniciosa invade um local entre as células do cacau chamado espaço apoplástico. Lá, ele secreta proteínas que interagem com outras da planta. Como consequência, o ramo do cacaueiro hipertrofia e seca, ficando com a aparência de uma vassoura – daí a origem do nome. Esse processo fisiológico leva à exaustão da planta, ocasionando a redução da produção de frutos.

Segundo Pereira, todos os países da América do Sul e Central, com exceção da Costa Rica, estão contaminados pela vassoura-de-bruxa e pela monilíase, doença ainda mais agressiva e causada por outro fungo, o Moniliopthora roreri.

A monilíase ainda não chegou ao Brasil, mas a presença da doença já foi detectada em regiões de fronteira e os cientistas estimam que sua chegada às regiões produtoras do País é inevitável. Quanto às tentativas para conter a vassoura-de-bruxa no País, nenhuma ainda teve sucesso.

Chave e fechadura

Um dos primeiros passos para deter a doença é compreender a interação entre o fungo e a planta, ou seja, o seu comportamento. Em 2000, um consórcio liderado pela Unicamp, com financiamento do governo da Bahia e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), permitiu o mapeamento do genoma do fungo.

Desde então, Pereira e colegas estudam uma série de proteínas produzidas pelo fungo e consideradas importantes para a doença. "Essas proteínas, chamadas de alvos, são aquelas que, se bloqueadas, têm o potencial de reduzir ou paralisar o efeito da doença na planta", disse. Cada alvo é codificado por genes e, para inibir a ação no cacau, é fundamental entender sua estrutura.

Ao todo, foram selecionadas 27 proteínas do fungo Moniliopthora perniciosa para a segunda etapa do projeto de pesquisa. "A biologia molecular localiza os alvos potenciais, que são as fechaduras. Já o trabalho da biologia estrutural consiste em encontrar as chaves para essas fechaduras", explicou Pereira.

No trabalho de busca pelas "chaves", a biologia estrutural combinará cristalografia por difração de raios X e ressonância magnética nuclear. De acordo com Ambrosio, atualmente essas são as técnicas mais avançadas para obter detalhes atômicos de uma proteína, importantes para a compreensão de sua organização e funcionamento.

Essas atividades serão compartilhadas pelos pesquisadores Andre Ambrosio e Sandra Martha Gomes Dias, ambos do LNBio, e Ana Carolina de Mattos Zeri, coordenadora do Laboratório Multiusuário de Ressonância Magnética, também do LNBio. "Eles serão responsáveis, juntamente com suas equipes, pela produção heteróloga em larga escala e estudos estruturais posteriores das diversas proteínas contempladas no projeto", disse Pereira.

Os cientistas creem que os alvos identificados possam ajudar a encontrar bloqueadores para os dois fungos. Embora sejam do mesmo gênero, a monilíase e a vassoura-de-bruxa pertencem a diferentes espécies. Segundo Pereira, as proteínas identificadas na vassoura-de-bruxa e na monilíase são muito parecidas. Devido à semelhança no processo de infecção dessas doenças, a ideia é fazer um intercâmbio de informações entre a biologia molecular e a estrutural.

Nesse processo, um dos objetivos da rede é o treinamento dos estudantes dos grupos de biologia molecular nas diferentes técnicas estruturais empregadas. "A ideia é que, em um futuro próximo, esses alunos possam realizar a transferência do conhecimento adquirido no LNBio para os laboratórios de biologia molecular", disse Ambrosio.

Para aplicar o conhecimento gerado no planejamento racional e na síntese de pequenas moléculas reguladoras da função das proteínas de interesse, a equipe terá a colaboração dos professores Rafael Guido, do Instituto de Física da USP de São Carlos, e Ronaldo Aloise Pilli, do Instituto de Química da Unicamp.

Mais informações sobre a chamada SMOLBnet 2.0: www.fapesp.br/smolbnet