Um novo protocolo elaborado por pesquisadores de instituições paulistas está aprimorando a maneira como se estuda o metabolismo das plantas, utilizando a ressonância magnética nuclear (RMN) como ferramenta principal. O guia, desenvolvido por equipes da Embrapa Instrumentação, FMVZ-USP e outras instituições, visa padronizar os procedimentos para o uso da RMN na análise metabolômica vegetal, uma técnica que possibilita a investigação detalhada das alterações metabólicas das plantas frente a diferentes condições ambientais.

A metabolômica é o campo da ciência que examina o perfil metabólico dos organismos, analisando as variações nas moléculas que resultam dos processos biológicos. Nas plantas, o metabolismo é responsável pelo crescimento, desenvolvimento e adaptação a estresses como mudanças climáticas, seca ou inundações. O novo protocolo oferece um passo a passo para que pesquisadores possam utilizar a RMN de forma eficaz, obtendo dados precisos sobre esses processos.

Aplicações da RMN no estudo de plantas

A ressonância magnética é amplamente conhecida por suas aplicações em diagnósticos médicos, mas seu uso no campo da pesquisa vegetal tem ganhado destaque devido à sua capacidade de lidar com amostras complexas sem a necessidade de destruir o material analisado. No caso da metabolômica vegetal, a técnica permite identificar e quantificar simultaneamente os metabólitos presentes nas amostras, moléculas que desempenham papel crucial no metabolismo das plantas.

Fernanda Ocampos, pesquisadora de pós-doutorado na FMVZ-USP e uma das responsáveis pelo desenvolvimento do guia, destaca as vantagens da RMN para a análise de produtos naturais e plantas. “Nosso objetivo é proporcionar um caminho claro para quem deseja utilizar a ressonância magnética em estudos de metabolômica, explicando as práticas mais eficientes para a obtenção de resultados confiáveis”, comenta a pesquisadora.

Estrutura do protocolo

O protocolo, detalhado em artigo publicado na revista Frontiers, abrange todas as etapas necessárias para a aplicação da RMN na metabolômica vegetal. Ele discute desde o desenho experimental, a coleta e preparação das amostras até a análise de dados. Além disso, aborda a criação de bancos de dados que permitam uma identificação precisa dos metabólitos e o uso de ferramentas quimiométricas para extrair informações relevantes das amostras.

Segundo Luiz Alberto Colnago, pesquisador da Embrapa Instrumentação, a metabolômica permite investigar um grande número de metabólitos em uma única análise, algo que não é possível com métodos convencionais. "A RMN se destaca por sua capacidade de avaliar amostras heterogêneas, fornecendo uma visão abrangente do metabolismo da planta em resposta a diferentes condições ambientais", explica Colnago.

Impacto na segurança alimentar e agricultura

O estudo do metabolismo vegetal tem implicações diretas na produção agrícola, especialmente diante dos desafios impostos pelas mudanças climáticas. Alterações no metabolismo das plantas podem afetar a produtividade e, consequentemente, a segurança alimentar. A utilização da metabolômica permite identificar como essas mudanças ocorrem e pode fornecer pistas sobre como melhorar a resistência das plantas a estresses ambientais.

Um exemplo recente da aplicação dessa técnica foi a análise do metabolismo da planta medicinal pata-de-vaca, realizada pela Embrapa Instrumentação. O estudo revelou que o estresse hídrico prejudicou a produção dos compostos medicinais após 90 dias de irrigação escassa, demonstrando o impacto direto das condições ambientais no metabolismo vegetal.

Perspectivas futuras

O crescente interesse pela metabolômica à base de RMN reflete-se no aumento das publicações científicas sobre o tema. Em 2023, o número de estudos sobre essa técnica alcançou 610 publicações, demonstrando a relevância da área para a pesquisa científica e para a agricultura. A expectativa é que o uso da RMN continue a expandir, abrindo novas possibilidades para o estudo do metabolismo vegetal e contribuindo para o desenvolvimento de plantas mais resilientes.

O protocolo desenvolvido pelos pesquisadores brasileiros representa um marco importante para a metabolômica vegetal, oferecendo um recurso valioso para a comunidade científica que trabalha na interface entre biologia e tecnologia. A pesquisa, apoiada pela Fapesp e CNPq, promete impulsionar novas descobertas no campo da agricultura sustentável, essencial para enfrentar os desafios globais de produção de alimentos em um mundo em constante mudança.