Um novo estudo concluiu que um adesivo em gel transparente consegue transportar antibióticos para o interior de folhas de plantas infetadas e travar uma doença bacteriana em cerca de 48 horas.
A descoberta abre caminho a tratamentos para plantas mais próximos de uma medicina dirigida do que de pulverizações dispersas por culturas, solo e pelos organismos à volta.
Adesivo em gel e medicina para plantas
Em folhas estudadas em laboratório, o adesivo macio transformou um pequeno ponto de contacto num local de tratamento removível, com ação para além das suas próprias margens.
Ao pressionarem o material sobre as folhas, engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD) demonstraram que o adesivo consegue empurrar a “carga” para dentro sem necessidade de cortar ou ferir o tecido.
O fenómeno não ficou limitado à superfície: em poucas horas, o material transportado avançou através das nervuras da folha.
Esse alcance explica a promessa do adesivo em gel, embora a utilização no exterior ainda dependa da sua resistência fora de plantas mantidas em condições controladas.
Porque é que as folhas resistem
Cada folha tem uma cutícula, a camada exterior cerosa que a protege, e essa barreira atrasa a entrada de químicos.
Como as superfícies cerosas repelem água, muitas pulverizações formam gotas, escorrem ou secam antes de entrar quantidade suficiente de substância.
As superfícies com pelos acrescentam um obstáculo, porque os tricomas - minúsculos pelos que tornam a superfície irregular - impedem que muitos materiais encostem realmente à folha.
Por isso, qualquer adesivo útil para plantas tem de agarrar tecido vivo e irregular, sem provocar feridas que possam aumentar o stresse ou favorecer doenças.
Adesivo em gel não danifica as plantas
Para conseguir essa aderência, os engenheiros misturaram quitosano, um material natural derivado de açúcares, com outro componente macio.
O quitosano estabelece ligações covalentes dinâmicas - ligações químicas que se podem quebrar e formar de novo - com moléculas presentes na superfície das plantas.
O segundo ingrediente, a poliacrilamida, um polímero extensível usado em géis macios, permite que o material se dobre e contorne pelos e zonas em crescimento.
Quando começa a remoção, a água pode soltar ligações imina, ligações reversíveis formadas durante a “pega” química, o que ajuda o adesivo a descolar.
O medicamento entra rapidamente nas nervuras da folha
Carregado com pontos quânticos, partículas brilhantes minúsculas usadas como traçadores, o adesivo colante fez surgir sinais visíveis no interior das nervuras.
Em quatro horas, o sinal do traçador já atingia nervuras internas, em vez de ficar retido perto da “pele” exterior.
Comparado com um gel mais rígido e não adesivo, o gel que ficou bem colado gerou um brilho interno 1.87 vezes mais intenso nas secções de folha tratadas.
A diferença indicou que o contacto não era apenas superficial: uma melhor adesão deu às pequenas cargas um caminho mais consistente para dentro do tecido vivo.
Adesivo em gel reduz infeções nas plantas
Para avaliar o tratamento, os investigadores carregaram o adesivo com oxitetraciclina, um antibiótico usado contra várias bactérias, e aplicaram-no nas folhas.
Depois, desafiaram o tecido tratado com Agrobacterium tumefaciens, uma bactéria capaz de infetar plantas. Neste ensaio, as bactérias transportavam um marcador químico luminoso.
Nas folhas não tratadas, a proteína fluorescente verde - um marcador que brilha sob luz ultravioleta - revelou infeção ao fim de dois dias.
Os adesivos com antibiótico reduziram de forma acentuada esse brilho após quatro horas, porque a oxitetraciclina entrou no tecido e bloqueou o crescimento bacteriano.
O adesivo mantém-se mesmo durante a chuva
A chuva foi relevante, porque um adesivo que falhe em condições húmidas não ajudaria agricultores, jardineiros ou cientistas no terreno.
Sob chuvisco simulado e chuva intensa, o gel manteve-se preso, embora a água direta no ponto de contacto entre folha e gel tenha enfraquecido a ligação.
Uma transparência de quase 90 percent permitiu que a luz continuasse a chegar às folhas, e medições de saúde da planta não indicaram danos duradouros ao longo de sete dias.
Ainda assim, uma dose mais elevada de antibiótico provocou lesões no tecido, pelo que a utilização segura exigirá limites cuidadosos para cada carga e cada cultura.
Adesivo em gel consegue enviar sinais nas plantas
Em testes de comunicação, o adesivo foi usado como contacto elétrico macio numa dionéia apanha-moscas, planta conhecida pelas armadilhas que se fecham rapidamente.
Um nanogerador triboelétrico vestível - um dispositivo que transforma toques em voltagem - enviou um sinal suave através de fios mantidos no lugar pelo gel.
Trabalhos anteriores mostraram que a dionéia pode fechar quando potenciais de ação, impulsos elétricos rápidos no tecido vivo, desencadeiam a resposta natural da planta.
Esse fecho não prova que as plantas “falem”, mas demonstra que o gel consegue manter uma ligação elétrica estável em tecido vivo.
Potencial com prudência
Na proteção de culturas, perde-se material sempre que as pulverizações derivam, ressaltam ou são lavadas antes de atravessarem a superfície da folha.
Um adesivo dirigido poderia reduzir desperdício ao fixar o medicamento num ponto e libertá-lo lentamente para o tecido próximo.
“Este tipo de tecnologia tem um potencial tremendo para melhorar a forma como protegemos as culturas e monitorizamos o ambiente”, disse Nicole F. Steinmetz, Ph.D., professora de engenharia química e nano na UC San Diego.
O material já desperta interesse comercial, com um pedido de patente pendente nos EUA associado a vários inventores.
Mais utilizações para lá de pulverizar culturas
Experiências futuras poderão carregar o gel com material genético - instruções biológicas transportadas pelas células - permitindo que as plantas produzam compostos úteis a um custo mais baixo.
Esses planos ainda estão numa fase inicial, porque crescimento da planta, meteorologia, micróbios e dosagem podem alterar a forma como a carga se desloca.
Para a agricultura, a aplicação mais provável a curto prazo poderá ser o tratamento preciso de plantas de elevado valor, em vez de um uso generalizado em hectares inteiros.
A monitorização pode revelar-se igualmente valiosa, já que um contacto estável pode ajudar sensores a detetar stresse antes de as folhas mostrarem falhas visíveis.
Futuro do tratamento preciso de plantas
Um adesivo vegetal removível liga três desafios que normalmente são tratados em separado: aderir às folhas, dosear o tecido vegetal e transportar sinais.
A melhor utilização poderá surgir quando os produtores precisarem de uma ação dirigida, enquanto a adoção mais ampla dependerá de segurança, custo e durabilidade em campo.
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