O fogo bacteriano, causado pela Erwinia amylovora, é uma doença bacteriana devastadora de muitas plantas rosáceas com grande interesse comercial (p.e. produtoras da Pera Rocha), especialmente espécies de pomóideas. Erwinia amylovora é nativa da América do Norte e foi introduzida no norte da Europa na década de 1950-1960. Hoje, está disseminada globalmente.

O maior desafio do fogo bacteriano é a falta de um tratamento eficiente. No geral, as medidas atuais de controlo recorrem ainda a pesticidas (que carecem de eficácia), a medidas trabalhosas de corte de ramos ou arvores afetadas, bem como a limitações comerciais nas áreas geográficas afetadas. Hoje, não há uma cura oficial para esta doença e, por isso mesmo, em 2021, foram reforçadas as medidas de controlo em Portugal que preveem o abate de árvores com sinais de infeção no tronco. Como consequência do efeito limitado destas medidas, tem ocorrido uma elevada disseminação desta doença, resultando em perdas econômicas substanciais para os produtores e ameaçando significativamente a indústria de pomóideas em todo o mundo.

Aliado ao grande problema económico que se coloca nos produtores, esta doença impõe outros desafios de igual dimensão relacionados com: i) as políticas comunitárias de redução do uso de pesticidas/antimicrobianos, com metas ambiciosas de redução em 50% até 2030 (metas alinhadas com os programas “green deal” e “farm-to-fork”, que pretendem usar uma abordagem holística baseada no conceito “uma-só-saúde” que minimize o impacto ambiental da produção primária e os riscos para a saúde pública); ii) o aumento da produção alimentar, com metas de 15%; que entram em contraciclo com a emergência destes agentes, em muito favorecidos pelas alterações climáticas. Assim, é urgente não só o apoio aos produtores, como também o cumprimento de metas comunitárias relativas ao uso de substâncias químicas (pesticidas/antimicrobianos), controlo de doenças emergentes e o aumento da produção de alimentos.

A grande ideia do projeto BioFago é utilizar um inimigo natural desta bactéria, presente na natureza - os bacteriófagos. Bacteriófagos são vírus que precisam de bactérias para sobreviver e que se tornam ativos quando entram em contacto com a bactéria hospedeira. Sendo partículas existentes na natureza, são seguros para a saúde humana, tendo já aplicações comerciais no mercado clínico e de segurança alimentar.

Os bacteriófagos têm inúmeras vantagens sobre os agentes convencionais de controlo, nomeadamente: i) alta especificidade para a bactéria a controlar; ii) agentes naturais iii) possibilidade de serem administrados em diferentes aplicações (p.e. pulverizações, aplicações no solo e combinados sinergicamente com diferentes tratamentos), iv) eficazes contra resistências, devido à possibilidade de combinação de vários bacteriófagos no mesmo produto.

Apesar do potencial dos bacteriófagos no biocontrolo de bactérias estar amplamente difundido na comunidade científica, ao nível empresarial existe ainda uma escassez destes produtos. Este facto está relacionado com o advento dos antibióticos no seculo XX, que relegou esta tecnologia para segundo plano. O interesse nos bacteriófagos ressurgiu associado aos problemas decorrentes do uso de substâncias químicas (ex. toxicidade e RAM). A existência de produtos comerciais confirma a aceitabilidade e segurança de produtos à base de bacteriófagos para uso na indústria alimentar/agrícola, bem como abre portas regulamentares para a introdução de novos produtos no mercado.

Bacteriófagos como fitofármaco

O consórcio do projeto BioFago pretende caracterizar a epidemiologia de E. amylovora e trazer ao mercado português o primeiro fitofármaco à base de bacteriófagos para o controlo eficaz do fogo bacteriano em espécies de pomóideas. BioFago é um fitofármaco concebido para aplicação direta no pomar, amigo do ambiente (livre de produtos químicos), fiável, seguro e económico, que pretende ajudar os produtores a controlar as perdas de produção pelo fogo bacteriano, contribuindo simultaneamente para redução de resistências desenvolvidas aos antibacterianos aplicados.

O desenho e desempenho do produto depende em muito da diversidade de estirpes circulantes no país, pelo que o projeto irá caracterizar a diversidade genómica de estripes existente em Portugal, conhecimento este imprescindível também às autoridades públicas na definição das suas estratégias de vigilância/monitorização. A coleção de estirpes obtida será usada para o isolamento de bacteriófagos a partir de amostras de pomares infetados. Os bacteriófagos serão depois sequenciados e avaliados quanto ao seu espectro de ação, estabilidade e especificidade. Essa informação será usada para definir um cocktail fágico da formulação do fitofármaco.

De forma a garantir a transferência do conhecimento gerado, iniciaremos os caminhos regulatórios necessários (permissão de testes de campo; aprovações de uso excecional nos termos do artigo 53 do Regulamento da UE 1107/2009), bem como produziremos a formulação BioFago em ambiente industrial ao abrigo de um sistema de Boas Práticas de Fabrico. Desta forma, os testes em pomar serão o reflexo real do desempenho do produto. Este projeto prevê também a sensibilização dos produtores para a importância da testagem para a doença; bem como para a relevância do uso responsável de pesticidas e as alternativas existentes no mercado.

Objetivos e Tarefas

O foco será do projeto será dado à Maçã e Pera, pois representam a fonte de receita mais importante para tecido hortofrutícola português, bem como as culturas mais afetadas por E. amylovora. O BioFago assenta em 6 tarefas:

Tarefa 1. Gestão e coordenação

Tarefa 2. Caracterização do contexto epidemiológico nacional do fogo bacteriano

Tarefa 3. Desenvolvimento de fitofármaco com potencial biotecnológico

Tarefa 4. Produção das formulações em grande escala

Tarefa 5. Teste dos fitofármacos em pomar

Tarefa 6. Avaliação sensorial dos frutícolas controlados por fitofármacos

Tarefa 7. Disseminação e exploração

Estas tarefas pretendem dar resposta a objetivos concretos, enquadrados nas diferentes linhas de ação (LA) e nos objetivos operacionais (OP) da iniciativa emblemática Uma Só Saúde. Mais concretamente:

1. Conhecer e caracterizar o contexto epidemiológico nacional do fogo bacteriano (LA 2.1; OP1);

2. Promover o acesso a plataformas de depósito de bactérias fitopatogénicas (com dados de isolamento, origem geográfica, dados genómicos, etc); bem como desenvolver indicadores de fitossanidades para auxílio aos produtores/autoridades públicas (LA 2.1, 2.2; OP2, OP4);

3. Desenvolver estratégias de controlo à base de bacteriófagos para E. amylovora, bem como criar banco nacional de bacteriófagos para E. amylovora (LA 2.1, 2.2, 2.3; OP1, OP2, OP4);

4. Implementar metodologias rápidas harmonizadas baseadas em biologia molecular (LA 2.1, 2.2; OP2);

5. Formar e sensibilizar os produtores para o uso responsável de pesticidas e para as alternativas existentes; bem como capacitar para o uso correto destas moléculas/alternativas (LA 2.3; OP3).

O BioFago é formado por uma equipa multidisciplinar que combina o know-how científico e a perícia tecnológica necessária em 6 parceiros (2 instituições de ensino superior e ou tecnológico, 1 Centro de competências, 1 Associação do setor, 1 PMEs e 1 Laboratório Colaborativo), de forma a garantir o cumprimento dos seus objetivos. Poder-se-á considerar a inclusão de outros parceiros que possam adicionar conhecimento complementar à candidatura.

A UM, em particular o Bacteriophage Biotechnology Group (BBiG) do Centro de Engenharia biológica da Universidade do Minho em Braga, é a referencia nacional na área da aplicação biotecnológica dos bacteriófagos, constituído por um grupo de investigadores experts no isolamento e caracterização dos bacteriófagos obtido através de diversos projetos financiados por fundos nacionais (e.g. PhageSTEC - POCI-01-0145-FEDER-029628) e europeus (p.e. PHAGEVET-P - STReP FP6-2003-Food-2-A:007224), através de técnicas de microbiologia e sequenciação de genomas. A UM será responsável pela Tarefa 1 e Tarefa 3.

O INIAV é constituído por sete Polos de Atividade, dos quais 3 estão envolvidos nesta iniciática. O Pólo de Inovação de Vairão (PIV), que desenvolve atividades de investigação na área da segurança alimentar, cujas competências integram-se na Unidade Estratégica de Investigação e Serviços de Tecnologia e Segurança Alimentar (UEIS-TSA). O Polo de Oeiras que integra a Unidade de Sanidade Vegetal e que assegura a componente técnica/laboratorial do plano de vigilância do Fogo Bacteriano coordenado pela DGAV. O Polo de Inovação de Alcobaça (Estação Nacional de Fruticultura) especializado na produção de frutícolas, que dispõe de pomares próprios. INIAV já trabalhou com a UM anteriormente para a caracterização de bactérias patogénicas alimentares a nível nacional no projeto PhageSTEC. O INIAV será responsável pela Tarefa 2 e Tarefa 5.

A VectorB2B é uma Associação/Laboratório Colaborativo na área do desenvolvimento e produção de agentes terapêuticos biológicos. Tem experiência comprovada na produção de bacteriófagos em birreatores (de 8 a 50 L) em condições GMP e não GMP. A VectorB2B será responsável pela Tarefa 4.

A ANP representa cerca de 86% da produção de Pera Rocha em Portugal. Reúne os principais intervenientes do setor: fruticultores, associações de fruticultura, centrais fruteiras, exportadores e outras entidades interessadas no desenvolvimento da Pera Rocha, como autarquias e instituições de crédito. A ANP coordena e incentiva uma política de qualidade para este fruto único e é a entidade gestora da Denominação de Origem Protegida (DOP) “Pera Rocha do Oeste”. ANP será responsável pela Tarefa 6 e ajudará na Tarefa 7.

A COTHN promove o desenvolvimento da fileira hortofrutícola nacional, especialmente através da investigação aplicada, melhoria do nível de conhecimentos no sector, aprofundamento da cooperação e parcerias nas áreas da tecnologia e da organização. A COTHN será responsável pela Tarefa 7 e ajudará na Tarefa 6.

A FRUTUS desenvolve a sua atividade principal no âmbito de Fruta e produtos hortícolas. FRUTUS tem como objetivos aa comercialização de fruta, bem como otimizar custos de produção e a rentabilidade dos investimentos realizados em resposta às normas ambientais. FRUTUS ajudará na Tarefas 6 e Tarefa 7.

Lista dos parceiros (Identificar por extenso e separadas por; todas as entidades que constituem a parceria)

Universidade do Minho (UM); Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária I.P. (INIAV); Centro Operativo e Tecnológico Hortofrutícola Nacional (COTHN); Associação Nacional de Produtores de Pera Rocha (ANP); VectorB2B; Estação Fruteira do Montejunto Crl (Frutosus)