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Controllo degli organismi nocivi ecocompatibile, altamente selettivo e a base di peptidi

Un gruppo multidisciplinare di ricercatori dell’UE ha sviluppato e testato classi completamente nuove di biopesticidi basati sugli ormoni peptidici degli insetti. Essi ridurranno il rischio connesso all’uso di pesticidi sulla salute umana e non sono dannosi per l’ambiente o per gli insetti benefici, fornendo quindi una protezione sostenibile delle colture.

Cambiamento climatico e Ambiente
Alimenti e Risorse naturali

È necessario mantenere elevati livelli di produttività agricola, onde assicurare l’alimentazione della popolazione umana in crescita. Secondo l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura, circa il 20-40 % della produttività mondiale viene attualmente perso a causa dell’attacco degli insetti e, con il cambiamento climatico, si prevede un peggioramento della situazione. Gli insetticidi sono impiegati per controllare gli organismi nocivi e garantire la sicurezza alimentare, ma la soluzione non è semplicemente eliminare tutti gli insetti, poiché svolgono un ruolo essenziale nell’impollinazione delle colture. Inoltre, la resistenza agli insetticidi è un problema rilevato per tutti i principali insetticidi, molti dei quali sono oltretutto limitati o ritirati a causa dell’inasprimento della legislazione. Pertanto, sono necessari insetticidi più selettivi e «verdi», a cui gli organismi nocivi non siano resistenti. Il progetto nEUROSTRESSPEP ha affrontato questa sfida sviluppando nuovi, piccoli «mimetici» delle proteine, la cui funzione è simile a quella degli ormoni peptidici degli insetti, che interferiranno con la capacità di sopravvivenza degli stessi. «Tali molecole possono essere sviluppate come nuove classi di agenti di controllo rispettosi dell’ambiente che mirano a specifici gruppi, salvaguardando gli insetti utili, e che non creano resistenza negli insetti», ha affermato la coordinatrice del progetto, Shireen Davies. Il consorzio composto da 14 partner ha coperto l’intero spettro, dal laboratorio di ricerca fino ai test sul campo, includendo ecologi, entomologi, biochimici, chimici, neuroscienziati, psicologi, imprese commerciali e competenze di ricerca traslazionale. Inoltre, l’ambiente accademico-industriale ha sostenuto una ricerca europea competitiva e agevolato rapporti di collaborazione tra i partecipanti al consorzio e le altre parti interessate.

Simulazione dei neuropeptidi degli insetti

Come gli esseri umani, gli insetti controllano i propri processi corporali attraverso vari peptidi che circolano nel sangue, anche se questi ultimi possono differire molto dai nostri. Molti di questi comprendono brevi stringhe di amminoacidi denominate neuropeptidi, ma non tutti gli insetti utilizzano gli stessi segnali. nEUROSTRESSPEP ha perciò determinato i genomi degli insetti per identificare i neuropeptidi che condividevano le caratteristiche degli organismi nocivi per l’agricoltura, ma non degli insetti benefici quali le api allevate. Essi hanno costituito la base per creare nuovi peptidi, la cui struttura assomiglia a quella di tali ormoni. I partner del progetto hanno raccolto più di 6 000 sequenze peptidiche dal 97 % delle specie di insetti per identificare le specificità di ordine e specie dei neuropeptidi e sviluppare una nuova banca dati per la ricerca sui neuropeptidi degli insetti (DINeR) disponibile al pubblico. Sono state inoltre utilizzate tecnologie «omiche» all’avanguardia per prevedere e identificare, in maniera comprensiva e accurata, tutti i neuropeptidi bioattivi nelle specie di insetti nocive, avvantaggiate e alloctone invasive. Inoltre, i ricercatori hanno condotto una serie di studi funzionali in 20 specie di insetti, inclusa la manipolazione dell’espressione genica dei neuropeptidi per più famiglie di neuropeptidi. Ciò ha confermato che i neuropeptidi specifici sono candidati eccellenti come agenti di controllo biologico degli insetti specifici per specie/ordine. «I ricercatori hanno inoltre creato, sintetizzato e testato più di 150 analoghi di neuropeptidi per la loro capacità di ridurre la sopravvivenza degli insetti, con saggi per determinare gli analoghi più selettivi e bioattivi», spiega Davies.

Vantaggi multipli per le parti interessate

nEUROSTRESSPEP fornisce un modo economico ed efficace per controllare gli insetti nocivi, tutelando nel contempo la salute umana e preservando le risorse naturali limitate in maniera più efficace. Ciò contribuirà ad aumentare la produttività agricola e a migliorare la qualità delle derrate alimentari, salvaguardando così la sicurezza alimentare. Il progetto comunicherà tale tecnologia innovativa all’intera catena agroalimentare, compresi agricoltori e produttori, aziende agrochimiche, comunità scientifica, gruppi di consumatori, organizzazioni non governative, autorità normative e media. Ciò consentirà di sfruttare al massimo i risultati e i vantaggi del progetto.

Parole chiave

nEUROSTRESSPEP, peptidi, insetticida, organismi nocivi, api, sicurezza alimentare, espressione genica

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