Como as plantas redireccionam o açúcar para cicatrizar feridas

Uma planta pode ser ferida e, ainda assim, consegue recompor-se. Um caule partido desencadeia o aparecimento de rebentos laterais, e um arbusto podado tende a voltar mais denso. À primeira vista, seria fácil imaginar que a planta simplesmente despeja o seu alimento açucarado na zona lesionada.

Mas o processo não é assim tão directo. Os animais conseguem dilatar vasos sanguíneos e fazer chegar rapidamente combustível a um ferimento; já uma planta não tem forma de deslocar a sua canalização interna.

Um novo estudo seguiu esse combustível durante a cicatrização e apanhou a planta a fazer algo inesperado com o seu açúcar.

Porque é que a cicatrização precisa de açúcar

Reconstruir tecido é uma das tarefas mais dispendiosas para uma planta. As novas células dividem-se e aumentam de volume a grande velocidade, consumindo açúcar - o combustível que a própria planta produz através da fotossíntese. O problema difícil é fazer esse combustível chegar ao local do dano.

Foi esta questão que despertou a curiosidade de Idan Efroni, biólogo de plantas na Universidade Hebraica de Jerusalém (HUJI), e de Rotem Matosevich, doutoranda no seu laboratório.

A equipa trabalhou com Arabidopsis thaliana, uma pequena planta de mostarda amplamente utilizada em investigação vegetal.

Para iniciar a experiência, cortaram a extremidade de uma raiz - a sua zona de crescimento - e observaram o processo de reconstrução. Quando retiraram as folhas ou bloquearam a fotossíntese com um composto químico, a reparação ficou parada. Ao voltarem a fornecer açúcar à planta, a ponta recuperou.

O açúcar ficou bloqueado na ferida

Cortar a ponta de uma raiz parece uma sentença de morte, mas trabalhos anteriores já tinham mostrado que o “coto” consegue, em poucos dias, reconstruir todo o ponto de crescimento. A questão central era perceber para onde ia o açúcar durante esse intervalo.

Os investigadores seguiram a sacarose, o principal açúcar de transporte nas plantas, recorrendo a um marcador fluorescente. Numa raiz saudável, o fluxo chegava directamente até à ponta. Depois do corte, porém, a sacarose parava antes de alcançar a área que tentava regenerar.

Isto criou uma contradição. O açúcar vindo das folhas era claramente necessário, mas o açúcar de transporte principal da planta estava a ser mantido fora da ferida. Alguma outra forma de combustível tinha de fazer o “último troço” até às células lesionadas.

Acompanhar o açúcar em tempo real

À procura da peça em falta, a equipa recorreu ao Glifon, um sensor luminoso originalmente desenvolvido para seguir açúcar dentro de células animais e humanas. Em plantas, ele emite sinal onde quer que esse açúcar se acumule.

A marcação para glicose - um açúcar mais simples do que a sacarose - mantinha-se fraca numa ponta saudável, mas, assim que a cicatrização começava, acendia-se numa faixa intensa abaixo do corte. Ao longo do primeiro dia, esse brilho tornava-se mais definido.

Até este trabalho, ninguém tinha observado uma redistribuição de açúcar deste tipo dentro de tecido vivo em cicatrização.

Em vez de inundar a ferida com o açúcar habitual, a planta estava a concentrar um açúcar diferente, a glicose, precisamente onde se formavam novas células.

Como as plantas “prendem” o açúcar

Tudo indica que o processo é conduzido por uma resposta genética rápida. Em poucas horas após o corte, a planta activa genes na área da ferida, ainda antes de as novas células começarem a ficar sem combustível.

Esses genes constroem parte do mecanismo necessário para redireccionar o açúcar.

O sistema depende de dois componentes. Um deles é uma enzima que corta a sacarose e a transforma em glicose no espaço entre células - um passo que trabalhos anteriores já tinham associado à atracção de açúcar para tecido “faminto”, como descreve uma revisão.

O outro componente é uma “bomba” (um transportador) que leva a glicose libertada para dentro das células que estão a reparar o dano.

Em conjunto, funcionam como uma armadilha de açúcar. Ao converter sacarose em glicose e ao puxá-la para dentro das células, a zona junto à ferida fica com níveis baixos de açúcar no exterior - o que, segundo a equipa, ajuda a atrair o fornecimento de açúcar da planta para o local de reparação.

Desta forma, o combustível chega à lesão sem ser preciso mexer na canalização fixa da planta.

Os genes por trás da reparação

Para avaliar se este mecanismo é mesmo determinante na cicatrização, a equipa inactivou os genes, um a um. As plantas sem esses genes tiveram dificuldade em reparar, sobretudo quando o açúcar era escasso - a condição mais comum na natureza.

O efeito inverso foi ainda mais evidente. Cópias adicionais de um gene importador de açúcar permitiram que as plantas cicatrizassem mais depressa com muito menos combustível, atingindo a reparação completa com cerca de um terço do açúcar de que as plantas normais precisavam.

Ainda assim, havia um limite. Mais combustível nem sempre significava melhor resultado. Quando o importador era forçado em excesso, a reparação voltava a abrandar. A planta parece funcionar dentro de uma faixa de operação estreita.

Preparar a reparação com antecedência

Até o momento de activação foi revelador. Esses genes do açúcar ligavam-se poucas horas após o corte, muito antes de a planta ficar com pouco combustível um ou dois dias mais tarde.

Ou seja, o sistema era montado antecipadamente, em vez de ser improvisado quando as células já estivessem a “passar fome”.

“Uma lesão é acompanhada por uma mudança rápida e localizada no transporte de açúcar”, disse Efroni.

A planta trata a ferida menos como uma emergência à qual reage e mais como uma exigência para a qual se prepara, direccionando de forma intencional o seu combustível limitado.

A mesma estratégia apareceu num tipo de lesão muito diferente. Se se remover por completo o sistema radicular de uma plântula, ela forma novas raízes a partir da base do caule, com os mesmos genes a activarem-se em torno da ferida.

Ajudar culturas agrícolas a recuperar mais depressa

O que este estudo torna claro é algo concreto: uma planta ferida não distribui açúcar de forma uniforme.

Em vez disso, cria um “ponto quente” de glicose na zona da lesão - rapidamente e de forma deliberada - ao reescrever a forma como o açúcar se desloca. Intensificar este sistema acelera a cicatrização.

Isto abre possibilidades práticas. As culturas agrícolas sofrem impactos físicos constantes provocados por tempestades, insectos e maquinaria, e muitas vezes têm de recuperar com um orçamento energético apertado durante períodos de seca ou calor.

Uma planta capaz de direccionar o seu combustível com maior eficiência poderá voltar ao normal mais depressa.

O sensor luminoso é, por si só, um avanço importante.

Pela primeira vez, os investigadores conseguem observar o movimento do açúcar numa planta viva e ver onde ele se acumula, levantando novas questões sobre como as plantas gerem o seu orçamento energético enquanto crescem e cicatrizam.