Novo estudo revoluciona modelo clássico da imunidade das plantas

As plantas ativam os seus mecanismos de defesa muito mais cedo do que se pensava até agora e através de um sistema de sinalização precoce que tinha passado despercebido à ciência. A conclusão é de um novo estudo da Universidade de Warwick, publicado na revista científica Nature Plants, que vem desafiar décadas de conhecimento sobre a forma como as plantas coordenam a sua imunidade.

Ao contrário dos animais, as plantas não dispõem de células imunitárias especializadas nem podem escapar fisicamente a agentes patogénicos. Cada célula tem, por isso, de ser capaz de responder a ataques de vírus, bactérias, fungos ou insetos. Para além da resposta local no ponto de infeção, as plantas conseguem ativar defesas em tecidos ainda não afetados, protegendo o organismo como um todo — um processo conhecido como resistência sistémica adquirida (SAR, na sigla em inglês).

Durante décadas, este mecanismo foi associado sobretudo à acumulação gradual de ácido salicílico — apoiado pelo ácido N-hidroxipipeclólico — nas zonas não infetadas, um processo que pode demorar mais de 24 horas. O novo estudo demonstra, no entanto, que antes desta fase se instala um sistema de comunicação muito mais rápido, baseado em sinais dependentes de jasmonatos, hormonas vegetais até agora vistas como antagonistas da resposta imunitária mediada pelo ácido salicílico.

Segundo os investigadores, esta vaga inicial de sinalização espalha-se por toda a planta em apenas três a quatro horas após a infeção, viajando através dos tecidos epidérmicos e vasculares e iniciando a imunidade sistémica muito antes de serem detetáveis os marcadores clássicos da SAR.

“Mostramos que a imunidade ao nível de toda a planta é ativada muito mais rapidamente do que alguma vez imaginámos”, afirma Murray Grant, professor e autor principal do estudo. “O papel do ácido salicílico continua a ser fundamental, mas identificámos um sistema de alerta precoce baseado em jasmonatos que muda profundamente a nossa compreensão da imunidade vegetal.”

Para tornar visível esta fase inicial até agora invisível, a equipa desenvolveu uma nova ferramenta de imagem em tempo real, denominada JISS1:LUC, que funciona como um marcador molecular da ativação imunitária dependente de jasmonatos. Esta abordagem permitiu observar, pela primeira vez, a propagação dos sinais de defesa desde a folha infetada até às restantes partes da planta.

Os resultados apontam para uma resposta imunitária em múltiplas fases. Numa primeira etapa, os jasmonatos “soam o alarme”, coordenando um sinal rápido e móvel que alerta toda a planta para a presença de uma ameaça. Posteriormente, compostos como o ácido salicílico reforçam e estabilizam essas defesas, garantindo uma proteção duradoura.

O estudo revelou ainda que, em plantas incapazes de produzir ou reconhecer ácido salicílico, esta fase inicial de sinalização ocorre normalmente, mas a imunidade sistémica desaparece quando a produção de jasmonatos é interrompida. Nestes casos, as plantas conseguem responder localmente à infeção, mas falham na proteção das folhas distantes, ficando mais vulneráveis a infeções secundárias.

De forma inesperada, os investigadores descobriram também que os jasmonatos são essenciais para a ativação de sinais elétricos à escala de toda a planta, semelhantes aos já descritos em respostas a ferimentos ou ataque por herbívoros. Estes sinais elétricos parecem desempenhar um papel central na rápida comunicação a longa distância.

Para a equipa, estas descobertas abrem novas perspetivas para a proteção das culturas agrícolas. A possibilidade de estimular respostas imunitárias sistémicas mais rápidas poderá permitir o desenvolvimento de plantas mais resistentes a doenças, reduzindo perdas de produção e a dependência de produtos químicos.

“Compreender estes mecanismos comuns da imunidade sistémica dá-nos uma base sólida para desenvolver estratégias de bioengenharia que promovam uma resistência de largo espectro”, conclui Murray Grant. “A ativação controlada da sinalização precoce por jasmonatos pode vir a ser uma nova abordagem para combater doenças devastadoras como ferrugens, míldios e outras pragas, de forma mais sustentável.”