Pesquisadores chineses identificaram três genes associados à tolerância de Spodoptera exigua aos inseticidas ciantraniliprole e clorantraniliprole. O silenciamento desses genes elevou a mortalidade das lagartas entre 20,83 e 38,54 pontos percentuais, conforme o produto e o gene analisados. O estudo aponta a participação de transportadores da subfamília ABCG nos mecanismos de defesa da praga contra inseticidas do grupo das diamidas antranílicas.
A pesquisa envolveu cientistas da Academia de Ciências Agrícolas de Xangai, da Universidade de Zhengzhou e da Universidade Agrícola da China. A equipe identificou 17 genes da subfamília ABCG no genoma de Spodoptera exigua. Quatro deles tiveram a expressão aumentada após a exposição aos dois inseticidas. Os pesquisadores concentraram a análise funcional em três: SeABCG3, SeABCG8 e SeABCG10.
Spodoptera exigua provoca danos em algodão, hortaliças e plantas ornamentais. Populações da espécie desenvolveram resistência a diferentes classes de inseticidas na China. Um levantamento anterior com populações de campo de várias regiões do país identificou níveis de resistência ao clorantraniliprole entre 103 e 1.422 vezes superiores aos de populações suscetíveis.
Os transportadores ABC utilizam energia do ATP para movimentar substâncias através das membranas celulares. Algumas dessas proteínas participam da eliminação de compostos tóxicos e de seus metabólitos. Esse processo pode reduzir a concentração de inseticidas no interior das células e contribuir para a sobrevivência dos insetos.
Silenciamento aumenta mortalidade
Os cientistas avaliaram inicialmente a participação dos transportadores ABC por meio de ensaios com verapamil, substância capaz de inibir a atividade dessas proteínas. A combinação do composto com ciantraniliprole elevou a mortalidade das lagartas em 17,36 pontos percentuais. Com clorantraniliprole, o aumento alcançou 20,83 pontos percentuais. Como o verapamil também atua sobre canais de cálcio, o resultado indica a participação dos transportadores ABC de forma geral, sem apontar genes específicos.
A análise genômica identificou 54 proteínas transportadoras ABC, distribuídas em oito subfamílias. A ABCG apresentou o maior número de integrantes, com 17 proteínas, equivalentes a 31,5% do total.
Os pesquisadores também analisaram a expressão dos genes ao longo do desenvolvimento do inseto e em diferentes tecidos. SeABCG3, SeABCG8 e SeABCG10 apresentaram expressão elevada no intestino médio, no corpo gorduroso e nos túbulos de Malpighi. Essas estruturas participam do metabolismo e da excreção de substâncias.
A exposição aos inseticidas aumentou a expressão dos três genes. O mesmo ocorreu com SeABCG6, que, no entanto, apresentou baixa expressão nos tecidos de desintoxicação e não seguiu para os testes funcionais. Para verificar a contribuição dos três genes selecionados, os cientistas utilizaram interferência por RNA (RNAi). A técnica permitiu reduzir individualmente a expressão dos genes antes da aplicação dos produtos.
O silenciamento de SeABCG3, SeABCG8 e SeABCG10 reduziu sua expressão em 86,2%, 59,8% e 45,5%, respectivamente.
Após a exposição ao ciantraniliprole, a mortalidade aumentou 27,08 pontos percentuais nas lagartas com SeABCG3 silenciado. A redução da atividade de SeABCG8 elevou a mortalidade em 38,54 pontos percentuais. Para SeABCG10, o aumento atingiu 23,96 pontos percentuais.
Os resultados também confirmaram maior suscetibilidade ao clorantraniliprole. O silenciamento de SeABCG3 aumentou a mortalidade em 22,92 pontos percentuais. Para SeABCG8 e SeABCG10, os incrementos alcançaram 34,38 e 20,83 pontos percentuais, respectivamente.
Entre os três genes, SeABCG8 apresentou o maior efeito sobre a mortalidade nos ensaios com ambos os inseticidas. Entretanto, o gene manteve expressão elevada em todas as fases de desenvolvimento e em todos os tecidos analisados. Segundo os autores, esse padrão sugere participação em funções básicas de manutenção do organismo, e sua contribuição para a tolerância aos inseticidas deve ser interpretada com cautela.
Interação molecular
A equipe utilizou modelagem tridimensional e simulações de acoplamento molecular para investigar possíveis interações entre as proteínas ABCG e os inseticidas.
As análises indicaram capacidade potencial de ligação do ciantraniliprole e do clorantraniliprole às três proteínas. Os resultados identificaram diferentes interações moleculares e energias de ligação compatíveis com a associação entre os compostos.
Os pesquisadores destacam, entretanto, as limitações dessa abordagem. As simulações não demonstram diretamente o transporte dos inseticidas através das membranas celulares. Essa confirmação exige ensaios específicos de transporte e estudos adicionais sobre os locais de ligação.
Implicações para o manejo da resistência
Os resultados ampliam o conhecimento sobre os mecanismos de tolerância de Spodoptera exigua. Estudos anteriores já haviam relacionado outros transportadores, como SeABCB4 e SeABCB9, à tolerância ao clorantraniliprole.
A participação de diferentes proteínas sugere a existência de mecanismos complementares de proteção. Alguns transportadores podem atuar na barreira cuticular. Outros podem contribuir para a eliminação de substâncias no intestino médio e nos túbulos de Malpighi.
Os cientistas ressaltam uma limitação importante: os experimentos utilizaram uma linhagem suscetível mantida em laboratório por mais de dez anos sem contato com inseticidas. Portanto, os resultados demonstram a contribuição dos genes para a tolerância, mas não comprovam sua participação na resistência desenvolvida por populações de campo.
A equipe considera SeABCG3, SeABCG8 e SeABCG10 possíveis alvos para futuras estratégias de manejo baseadas em interferência por RNA. Estudos com populações resistentes e ensaios diretos de transporte ainda precisam confirmar sua aplicação no manejo da resistência (doi 10.3390/insects17111135).
