Mecanismos de ação de nanopesticidas: estratégias de funcionalização para estudos de interação nanopartícula e plantas - Proença, Patrícia Luiza de Freitas [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Atualmente os nanopesticidas representam uma tecnologia emergente e muito estudada devido aos seus potenciais benefícios. Os nanopesticidas em sua maioria apresentam maior eficácia, além de uma degradação mais lenta quando aplicados no ambiente. Desta forma, há uma diminuição no consumo geral destes compostos, tornando-os mais rentáveis, resultando num maior rendimento das culturas e segurança alimentar. Embora muitos benefícios sejam associados a estes sistemas, os riscos associados com os pesticidas em escala nanométrica são complexos, ainda pouco estudados e não completamente entendidos. Portanto, nossa pesquisa envolveu o desenvolvimento de um nanocarreador composto por polímeros naturais para o carreamento de curcumina e carvacrol (inseticidas botânicos) e estudos para determinar a toxicidade sobre ácaros e lagartas. Além disso, essas nanopartículas foram marcadas empregando corantes fluorescentes para possibilitar o rastreamento na planta após a aplicação. O nanocarreador desenvolvido apresentou tamanho em torno de 100 ± 12 nm e com índice de polidispersão de 0,159 ± 0,02 e potencial zeta de 30 ± 4 mV. A eficiência de encapsulação ficou em torno de 90% para ambos os ativos e mantiveram sua estabilidade pelo tempo analisado (90 dias). Estudos para determinar a toxicidade sobre ácaros e lagartas indicam uma tendencia ao efeito acaricida e repelente para o ácaro T.urticae. Entretando, para algumas lagartas do gênero Spodoptera sp. a diferença na mortalidade entre os ativos nanoencapsulados e emulsionados foi bem expressiva, 87,5 ± 7,4% contra 5,2 ± 2,1% para S. cosmiode e 64,2 ± 21% contra 29,6 ± 12,3% para S. eridania. O emprego de corantes fluorescentes possibilitou o rastreamento das nanopartículas na planta após a aplicação. Através dessa estratégia conseguimos mostrar que a nanopartícula foi absorvida pela folha, ocorrendo translocamento dentro do tecido foliar em direção ao ápice e também em direção a raiz após um período de exposição de 24h. Esses resultados são promissores para uma agricultura mais sustentável.

Currently, nanopesticides represent an emerging and much studied technology due to their potential benefits. Most nanopesticides are more effective, in addition to slower degradation when applied in the environment. In this way, there is a decrease in the overall consumption of these compounds, making them more profitable, resulting in higher crop yields and food security. Although many benefits are associated with these systems, the risks associated with nanoscale pesticides are complex, understudied and not fully understood. In this sense, our research involved the development of a nanocarrier composed of natural polymers for the transport of curcumin and carvacrol (botanical insecticides) and studies to determine the toxicity on mites and caterpillars. In addition, these nanoparticles were marked using fluorescent dyes to enable tracking in the plant after application. The develop nanocarrier presented a size of around 100 ± 12 nm and a polydispersity index of 0.159 ± 0.02 and zeta potential of 30 ± 4 mV. The encapsulation efficiency was around 90% for both active ingredients and maintained their stability for the time analyzed (90 days). Studies to determine toxicity on mites and caterpillars indicate a tendency towards an acaricidal and repellent effect on the T.urticae mite. However, for some caterpillars of the genus Spodoptera sp. the difference in mortality between nanoencapsulated and emulsified active ingredients was quite significant, 87.5 ± 7.4% versus 5.2 ± 2.1% for S. cosmiode and 64.2 ± 21% versus 29.6 ± 12.3 % for S. eridania. The use of fluorescent dyes made it possible to track plants after application.The use of fluorescent dyes made it possible to track plants after application to show that the nanoparticle was absorbed by the leaf, translocating within the leaf tissue towards the apex and also towards the root after an exposure period of 24 hours. These results are promising for more sustainable agriculture.
Mechanisms of action of nanopesticides: functionalization strategies for nanoparticle and plant interaction studies
Keywords: Carvacrol; Curcumina; Inseticida; Nanotecnologia; Rastreamento de nanopartícula; Translocação; Curcumin; Insecticide; Nanotechnology; Nanoparticle tracking; Translocation