Conceito de Bacillus thurigiensis
Bacillus thurigiensis é uma bactéria cosmopolita, encontrada em diversos substratos como o solo, a água, na superfície de plantas e insetos mortos.
As células deste organismo têm a forma de bastonete de 1 a 1,2 µm por 3 a 5 µm, apresentado esporos elípticos e cilíndricos localizados na zona central da célula. É um microrganismo Gram-positivo e aeróbio, podendo crescer facultativamente em anaerobiose.
Os esporos de Bacillus thurigiensis podem sobreviver durante anos, consoante o ambiente em que se encontram.
1-CARATCTERÍSTICAS TAXONÓMICAS E NOMENCLATURAIS
O Bacillus thurigiensis pertence à família Bacillaceae e foi pela primeira vez descrito por Berlinder, em 1911, quando este investigador isolou o microrganismo de Anagasta kuehmiella. Posteriormente nomeou este bacilo de thurigiensis, em homenagem à região de Thuringia, na Alemanha, onde foi encontrado o primeiro inseto morto, infetado por esta bactéria. Contudo, apesar de esta ser a primeira descrição usando este nome, o biólogo S. Ishiwata, em 1901, já tinha isolado o bacilo que era o agente causal da sotto-disease. Ishiwata denominou-o como Bacillus sotto, em 1908, mais tarde este restritivo específico foi considerado inválido e mantido o thurigiensis
Bacillus thurigiensis e Bacillus cereus mostram características fenotípicas e bioquímicas bastante comuns, mas por definição o primeiro pode ser diferenciado pela presença de inclusões cristalinas, visíveis em microscopia de contraste de fase. As inclusões cristalinas conferem a característica entomopatogénica a estes microrganismos. Estas inclusões são formadas por proteínas denominadas de Cry, que apresentam uma potente atividade tóxica a diversas ordens de insetos.
Cerca de 50.000 estirpes de Bacillus thurigiensis já foram identificadas, e a busca na identificação de novas estirpes com o objetivo de procurar novas moléculas com interesse biológico prossegue em toda o mundo.
Até 1960 havia grande confusão na nomenclatura das estirpes deste bacilo. De Barjac e Bonnefoi, em 1962, apresentaram uma nomenclatura baseada em características bioquímicas e na aglutinação de anti-genes flagelares. Em 1998, outras técnicas foram propostas para a classificação de Bacillus thurigiensis que se baseava na sequência de aminoácidos, das proteínas Cry, não levando em consideração o perfil de toxicidade.
2-MECANISMO DE AÇÃO DAS ENDOTOXINAS
Esta bactéria, sob condições aeróbias, desenvolve-se em meios artificiais bastante simples. Sob certas restrições, como a ausência de nutrientes ou a acumulação de metabolitos prejudiciais para a célula, a bactéria entra em esporulação. É nesta fase que sintetiza uma grande quantidade de proteínas com atividade inseticida, que formam o corpo de inclusão cristalina, por isso designadas de Cry.
Embora as proteínas Cry apresentem atividade específica para cada ordem de insetos, estas conservam o seu mecanismo de ação, explicado pelas similaridades nas suas estruturas.
O mecanismo de ação destas toxinas dá-se em seis etapas fundamentais: solubilização do cristal, processamento das toxinas, união ao recetor, inserção na membrana, agregação e formação de poros e lise celular.
As proteínas Cry apresentam-se como pro-toxinas, sem ação tóxica para os insetos, tendo por isso de serem ativadas. O cristal quando injetado diretamente na hemolinfa do hospedeiro não produz efeitos tóxicos. A infeção natural ocorre por via oral.
A solubilização do cristal ocorre me meio de pH alcalino. Ao serem ingeridas por um inseto, as pró-toxinas são solubilizadas em meio alcalino no intestino médio dos insetos. Em seguida são processadas por protéases específicas. Após serem ativadas, ocorre a união aos recetores das células dos insetos, interferindo assim no equilíbrio osmótico e iónico das membranas, formando poros que aumenta a permeabilidade das membranas. O aumento da absorção de água causa a lise celular e consequente rutura e desintegração dos tecidos do intestino médio. Esta rutura permite a proliferação das bactérias na hemolinfa causando a morte por septicemia.
3-UMA ESPÉCIE ENDOFÍTICA
Bacillus thurigiensis é considerado uma espécie endofítica. As bactérias endofíticas são aquelas que conseguem viver ou percorrer tecidos vegetais sem provocar qualquer tipo de danos ao seu hospedeiro.
Estes microrganismos foram descritos no século XIX, onde eram considerados inócuos às plantas. Já no século XX, estas bactérias endofíticas, foram consideradas como vantajosas para os seus hospedeiros, na medida em que os protegem dos ataques por parte de insetos e também na proteção a doenças.
Pesquisas com estirpes Bacillus thurigiensis isoladas de plantas de algodão, demonstraram que a planta é capaz de absorver a bactéria do solo protegendo-a contra o ataque de insetos. Neste sentido Bacillus thurigiensis é uma ferramenta promissora no controle de insetos de algumas ordens que vivem ou alimentam-se no interior de plantas. Esta bactéria pode circular pelo xilema da planta, sem lhe causar danos, pode absorvida pelos insetos a partir da seiva, controlando-os.
