Bacillus thuringiensis
Bacillus thuringiensis é uma espécie microbiológica da família Bacillaceae. Foi descoberto em 1911 por Ernst Berliner na província de Thuringia, Alemanha. Passou a ser utilizado como inseticida na França em 1938, e nos Estados Unidos da América na década de 1950.
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B.thurigiensis primeiramente foi descoberta em 1901 pelo biólogo japonês Ishiwatari Shigetane (石渡 繁胤) quando isolou a bactéria que era o agente casual da “sotto disease”. Em 1911 o microbiólogo alemão Ernst Berliner independentemente redescobriu, quando isolou a causa de uma doença em larvas no solo de Turíngia o que gerou o nome Thurigiensis, o que fez com a que a bactéria B. sotto, torna-se em Bacillus Thuringiensis var. sotto Em 1976, Robert A. Zakharyan reportou a presença de um plasmídeo numa linhagem de B. thuringiensis, e indicou que esse plasmídeo estava relacionado a questão de produção de endósporos e formação de cristais. A B.thuringiensis é bem próxima da B. cereus uma bactéria de solo e da B. anthracis, a causadora da Anthrax (carbúnculo), a única diferença entre as três seria basicamente os seus plasmídeos, todas sendo aeróbicas e capaz de produzir endósporos.
Subespécies
Apresenta linhagens sendo elas: Bacillus thuringiensis kurstaki (Btk), israelenses (Bti).
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Devido a grande importância do Bacillus thuringiensis, representando cerca de 90% da produção de bioinseticidas, muitas informações sobre o seu cultivo são segredos industriais, como a composição do meio, a cepa utilizada. O cultivo do Bacillus thuringiensis é realizado em biorreatores operando em modo batelada, no qual todo o inóculo e o meio são depositados no reator e não ocorre retiradas significativas do meio fermentado. Cultivos realizados em meio sólido, batelada alimentada e em modo continuo estão sendo estudados, porém não é viável economicamente. O cultivo do Bacillus thuringiensis segue as seguintes etapas: pré inoculo, pré fermentados e fermentador final; Pré inóculo: O pré inóculo tem como função ativar as células e diminuir a fase de adaptação do Bacillus thuringiensis. Pré fermentador: O pré fermentador normalmente apresenta os mesmos componentes do meio utilizado no fermentador final, mas em uma proporção de 1/5 de volume.
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Após esporulação a B.t forma cristais inseticidas S-endotoxinas (chamados de proteínas Cry) que são codificados pelo gene cry. Em muitas linhagens de Bacillus thurigiensis, os genes cry são encontrados no plasmídeo (cry não é um gene cromossômico. As toxinas cry tem uma atividade especifica contra algumas espécies de insetos da ordem Lepidoptera (traças e borboletas), Diptera (moscas e mosquitos) Coleoptera (besouros), Hymenoptera (vespas, abelhas, formigas e moscas) e nematodes, portanto, a bactéria serve como um importante reservatório de toxinas Cry para produção de bioinseticidas e também comida resistente a pragas. Quando os insetos ingerem os cristais, o seu sistema digestivo alcalino desnatura os cristais insolúveis, fazendo eles solúveis portanto receptivo a ser cortado por proteases encontradas no inseto, o que libera a toxina em forma de cristal. A toxina Cry é inserida na membrana intestinal do inseto, paralisando o seu trato digestivo e formando um poro, então o inseto não consegue comer e morre de fome. Da mesma forma que a bactéria pode colonizar o inseto fazendo assim sua morte acelerar.
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A primeira companhia a realizar tal processo foi a Plant Genetic Systems (agora parte da Bayer) que aconteceu em 1985 entregando assim uma planta geneticamente modificada o tabaco, que apresentava tolerância a insetos devido a expressão de genes cry da B. thurigiensis, o que resultou a planta expressar delta endotoxinas, o tabaco Bt nunc foi comercializado, pois o tabaco é utilizado para testar modificações genéticas visto que é fácil de manipular geneticamente e não é parte de alimentos que são consumidos em forma de comida.
Aplicação
Em 1995, batatas produzindo a toxina CRY 3A foi aprovado pela Agencia de Proteção Ambiental (Environmental Protection Agency) sendo assim a primeira modificação humana em plantas produtoras de pesticidas a ser aprovada nos EUA. Apesar de muitas plantas produzirem pesticidas naturalmente, incluindo o tabaco, café, cacau e noz preta. Essa era a batata “New Leaf” (Nova Folha) porem foi retirada do mercado em 2001 devida a falta de interesse. Em 1996, um milho geneticamente modificado que produzia a proteína Cry foi aprovado, o que matou pestes que atacavam os milhos na Europa. Os genes geneticamente modificados que foram aprovados em ordem de lançamento são: Cry1A.105, CrylAb, CryIF, Cry2Ab, Cry3Bb1, Cry34Ab1, Cry35Ab1, mCry3A, e as VIP’s.
Risco toxicológico e alérgico
Foi testado em camundongos de laboratório no Estados Unidos pela Agencia de Proteção Ambiental (Environmental Protection Agency) onde foram expostos a uma dose de 5,000mg/kg por do seu peso, e não apresentou nenhum efeito adverso. As pesquisas indicam que outras toxinas já conhecidas acontecem em uma dosagem menor, o que estaria levando a comprovar que as toxinas Bt não são toxinas a mamíferos. Como também é uma questão muito importante a probabilidade de causar alergias em humanos foi constatado que as toxinas Bt são digeridas em minutos logo ao entrar em contato com o suco gástrico humano, pois as toxinas apresentam instabilidade em contato com fluidos digestivos, visto que comidas alérgicas apresentam resistência a degradação.
