A partir do isolamento de um fungo endofítico (microrganismo que vive nos tecidos vegetais), encontrado em uma planta medicinal tropical do gênero Piper, uma equipe formada por cientistas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), do United States Department of Agricuture (USDA — Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, em português) e da Embrapa Meio Ambiente (SP) identificou substâncias com potencial herbicida e antifúngico. Entre elas, uma inédita na literatura científica — batizada pelos cientistas como composto “2” (5,10-di-hidroxi-1,7-dimetoxi-3-metil-1H-benzo[g]isocromeno-6,9-diona) — que apresentou desempenho comparável ou superior a alguns pesticidas sintéticos já comercializados.

O estudo representa o primeiro registro da atividade biológica dessa substância, ampliando o leque de moléculas naturais que podem ser exploradas para o desenvolvimento de defensivos agrícolas alternativos aos pesticidas sintéticos. “Esses microrganismos endofíticos são um reservatório promissor e ainda pouco explorado de metabólitos bioativos, capazes de gerar soluções inovadoras para a agricultura”, avalia o professor da UFMG Luiz Henrique Rosa.

Microrganismos aliados invisíveis

Fungos endofíticos vivem no interior de tecidos vegetais durante parte ou todo o ciclo de vida da planta e sem causar sintomas aparentes de doença. Pelo contrário: em muitos casos, estabelecem uma relação de simbiose harmônica, em que ambos os organismos saem ganhando. Enquanto o fungo encontra proteção e nutrientes, a planta recebe substâncias químicas que podem fortalecê-la contra herbívoros e patógenos.

“Essa capacidade de produzir metabólitos variados já despertava o interesse científico há algumas décadas”, afirma Rosa. “No entanto, o ritmo das descobertas tem se intensificado com a demanda por bioinsumos que substituam ou complementem pesticidas sintéticos. Além de reduzir impactos ambientais e riscos à saúde humana, os defensivos de origem biológica podem enfrentar um dos maiores problemas atuais do campo: a resistência crescente de pragas e doenças a produtos químicos sintéticos convencionais”, destaca o professor.

Sobre o fungo isolado

Entre os microrganismos endófitos isolados, destacou-se um fungo identificado como Fusarium sp. UFMGCB 15449. O gênero Fusarium, pertencente à família Nectriaceae, é um dos mais presentes no planeta, com mais de 70 espécies descritas. Amplamente encontrado no solo, em plantas e em substratos orgânicos, o grupo é conhecido tanto por sua capacidade de causar doenças em culturas agrícolas quanto por produzir substâncias de interesse biotecnológico.

De acordo com a pesquisadora da UFMG Debora Barreto, algumas espécies de Fusarium são reconhecidas como importantes produtoras de micotoxinas, capazes de interferir no sistema imunológico de plantas e animais. Ao mesmo tempo, pesquisas anteriores já haviam registrado a ação antimicrobiana de endófitos desse gênero em cafeeiros e em espécies medicinais como Dioscorea zingiberensis. “O estudo conduzido pela equipe da UFMG, da Embrapa Meio Ambiente e do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos aprofunda essa linha de investigação, revelando novas possibilidades de uso”, acredita ela.

O fungo estudado foi coletado no Parque Estadual da Floresta do Rio Doce (MG), em julho de 2017, e armazenado na Coleção de Micro-Organismos e Células da UFMG. A identificação envolveu técnicas avançadas de biologia molecular, incluindo análise de sequências de DNA e comparação com dados depositados no GenBank, banco de dados que permite o acesso da comunidade científica às informações mais atualizadas e abrangentes sobre sequências de DNA.

Apesar da confirmação do gênero Fusarium, os cientistas não conseguiram determinar a espécie com precisão, devido às complexidades taxonômicas do grupo. Isso não é incomum, já que Fusarium apresenta registros variáveis e inconsistentes ao longo da literatura científica. Ainda assim, a caracterização morfológica e genética foi suficiente para avançar nos testes com os metabólitos produzidos.

Substâncias metabólicas encontradas e o potencial do “composto 2”

O extrato do fungo foi submetido em um bioensaio em sementes de alface (Lactuca sativa) e grama-de-bent (Agrostis stolonifera), modelos vegetais comuns em estudos de herbicidas. Três metabólitos foram isolados: anidrofusarubina (potencial antimicrobiano e antibacteriano), javanicina (atividade antimicrobiana) e o composto “2”.

Em concentrações de 1 mg/mL, todos os compostos mostraram atividade fitotóxica (adversa ao desenvolvimento das plantas) significativa, inibindo totalmente a germinação das sementes de plantas daninhas indesejadas — efeito comparável ao herbicida sintético acifluorfeno na mesma dosagem. Ensaios adicionais com lentilha-d’água (Lemna), espécie frequentemente usada pela indústria de pesticidas para medir toxicidade, confirmaram o potencial. Os compostos apresentaram valores de IC50 (concentração necessária para reduzir o crescimento em 50%) bem inferiores aos de herbicidas amplamente utilizados, como glifosato e clomazona.

Para a pesquisadorada Embrapa Meio Ambiente Sonia Queiroz, em relação à atividade antifúngica, os testes contra o patógeno agrícola Colletotrichum fragariae também foram animadores. O metabólito “2” destacou-se com zonas de inibição mais amplas do que as de fungicidas naturais usados como referência, como o carvacrol e o timol. Os outros metabólitos, embora menos expressivos, também demonstraram atividade, indicando que há espaço para otimizações químicas.