Estudo identifica fago promissor contra bactéria do cancro cítrico

O bacteriófago P27 reduziu em 60% a formação de lesões de cancro cítrico em laranjeiras mantidas em casa de vegetação. O resultado integra um estudo com 72 bacteriófagos capazes de infectar Xanthomonas citri, bactéria responsável pela doença. A pesquisa também identificou proteínas com possível ação sobre estruturas bacterianas e avaliou fatores capazes de limitar o uso dos vírus no campo, com destaque para a sensibilidade à radiação ultravioleta.

O trabalho reuniu pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Universidade Metropolitana de Manchester, Universidade da Flórida e Fundo de Defesa da Citricultura (Fundecitrus) (doi 10.1099/mgen.0.001821). Entre os 72 bacteriófagos analisados, 65 correspondem a isolados até então não caracterizados, obtidos em pomares do Estado de São Paulo. As coletas ocorreram em folhas com sintomas de cancro cítrico provenientes de 12 pomares, entre 2018 e 2021.

Infecção em bactérias

Bacteriófagos infectam bactérias de forma específica. Após reconhecer a célula hospedeira, o vírus invade a bactéria, multiplica-se em seu interior e provoca a lise celular, que libera novas partículas virais. Essa especificidade sustenta o interesse no uso desses organismos em programas de biocontrole, pois limita os efeitos sobre outros componentes da microbiota associada às plantas.

Os pesquisadores avaliaram os 72 fagos contra 122 linhagens de Xanthomonas citri. Cem linhagens apresentaram suscetibilidade à lise provocada por todos os fagos. Outras 21 apresentaram resistência completa. Uma linhagem mostrou resposta variável conforme o bacteriófago utilizado. A equipe relaciona a alta proporção de isolados suscetíveis à baixa diversidade genética e à estrutura clonal da população bacteriana presente na região amostrada.

Análise genômica

A análise genômica encontrou baixa diversidade entre grande parte dos vírus. Setenta isolados compartilharam cerca de 95% de similaridade no DNA e apresentaram proximidade genética com o bacteriófago CP2, descrito no Japão. A maioria integrou a família Autographiviridae. O isolado XacP77 pertenceu à família Schitoviridae. O conjunto apresentou 40 assinaturas genômicas distintas. Dentro do principal grupo de Autographiviridae, a análise funcional identificou 18 perfis genômicos. Nessa estrutura populacional, destaca-se um complexo clonal predominante, com 33 isolados, representado por P27 e LeafA.

Os ensaios de infecção detalharam o ciclo do P27. Metade das partículas virais aderiu às células bacterianas em cerca de dez minutos. Após 30 minutos, quase todas as partículas encontravam-se adsorvidas. O período latente durou cerca de 90 minutos. O ciclo completo de crescimento ocorreu entre 195 e 210 minutos. Cada célula infectada liberou, em média, 20 partículas virais.

Os testes de estabilidade foram feitos com quatro fagos: CP1, CP2, XacP77 e P27. A sobrevivência superou 70% entre pH 4 e pH 11. A faixa entre pH 7,4 e pH 9 apresentou o melhor desempenho. A viabilidade permaneceu relativamente constante entre 80 graus Celsius negativos e 50 graus Celsius. Aos 55 graus Celsius ocorreu queda acentuada. Uma hora a 60 graus Celsius causou inativação completa.

Radiação ultravioleta

A radiação ultravioleta surgiu como uma das principais limitações para aplicação agrícola. A exposição reduziu a viabilidade dos fagos de forma exponencial. Após 160 segundos, ocorreu inativação total nas condições do ensaio. A equipe pretende desenvolver formulações que protejam os fagos na superfície das folhas. Os pesquisadores também planejam testar substâncias naturais que dificultem o surgimento de resistência bacteriana.

No ensaio de biocontrole, mudas de laranjeira Citrus sinensis da cultivar Pera receberam P27 na concentração de 100 milhões de unidades formadoras de placa por mililitro. Outro tratamento recebeu oxicloreto de cobre na concentração de 1,2 grama por litro. O controle recebeu solução tampão. Após 24 horas, os pesquisadores inocularam uma linhagem suscetível de Xanthomonas citri. A avaliação ocorreu 45 dias depois.

Plantas por tratamento

O experimento utilizou cinco plantas por tratamento e avaliou 156 folhas. O P27 reduziu em 60% a produção de lesões em comparação com o controle sem tratamento. A análise apontou efeito global significativo entre os tratamentos. Na comparação direta entre P27 e controle, porém, o ajuste estatístico de Dunn resultou em valor de P igual a 0,23. A análise sem ajuste apresentou P igual a 0,077. Os dois valores ficam acima de 0,05, limite convencional de significância estatística. O oxicloreto de cobre reduziu as lesões de forma estatisticamente significativa.

Os cientistas reconhecem que a eficácia do P27 ficou abaixo da obtida com o bactericida. Considerando os três grupos em conjunto, os tratamentos responderam por cerca de 51% da variação na severidade da doença. Segundo os pesquisadores, os dados indicam o potencial biológico do P27. Os resultados, no entanto, ainda derivam de ensaios em casa de vegetação.

O estudo também identificou genes de fibras da cauda com possível função de depolimerases de exopolissacarídeos. Modelagens estruturais apontaram similaridade com módulos capazes de interagir com carboidratos. Os pesquisadores propõem participação dessas proteínas na degradação da goma xantana presente na cápsula bacteriana. Esse mecanismo poderia facilitar o acesso do bacteriófago à superfície de Xanthomonas citri durante a infecção. A função ainda permanece como hipótese baseada nas análises genômicas e estruturais.

A equipe considera o P27 um candidato para desenvolvimento de formulações de biocontrole dentro do manejo integrado do cancro cítrico. Outra possibilidade envolve combinar fagos com menores concentrações de cobre, com objetivo de diminuir a dependência desse bactericida nos pomares.