Neue hefebasierte Nanoträger könnten RNAi-Biopestizide für Landwirte erweitern
Der ständige Kampf gegen Pflanzenschädlinge wie den berüchtigten Kartoffelkäfer treibt bedeutende Innovationen im biologischen Pflanzenschutz voran. Das kanadische Unternehmen Renaissance Bioscience hat eine neue, aus Hefe gewonnene „virusähnliche Partikel“-Plattform (VLP) vorgestellt, die darauf abzielt, die RNA-Interferenz-Technologie (RNAi) zu verbessern. Für Landwirte könnte diese Entwicklung in Zukunft den Zugang zu billigeren, vielseitigeren und hochgradig zielgerichteten Biopestiziden bedeuten, die sich nahtlos in Strategien des integrierten Pflanzenschutzes einfügen.
Die RNAi-Technologie funktioniert, indem sie spezifische, lebenswichtige Gene in einem Schädling anvisiert und neutralisiert und ihn so effektiv zerstört, ohne schädliche chemische Rückstände auf der Ernte oder im Boden zu hinterlassen oder nützliche Insekten wie Bienen zu beeinträchtigen. Traditionell veränderte das Unternehmen ganze Bäckerhefe, um diese RNA-Ladung zu transportieren. Die Hefe fungierte als Schutzhülle und hielt die empfindliche RNA bei Raumtemperatur stabil. Diese Methode hatte jedoch eine Einschränkung: Sie war hauptsächlich nur gegen beißende Insekten wirksam, die die Hefezellen physisch fraßen.
Der jüngste Durchbruch beinhaltet die Umnutzung natürlich vorkommender, völlig harmloser doppelsträngiger RNA-Viren, die in Hefe vorkommen. Indem sie das genetische Material dieser Viren entleerten und durch schädlingsabtötende RNA-Ladungen ersetzten, schufen die Wissenschaftler winzige Nanoträger oder VLPs. Da diese Partikel mikroskopisch klein sind – sie messen nur 40 bis 50 Nanometer –, sind sie viel kleiner als ganze Hefezellen. Diese Größenreduzierung öffnet theoretisch die Tür für die Bekämpfung von saugenden Insekten, Pilzen und sogar bestimmten resistenten Unkräutern, was den landwirtschaftlichen Nutzen des Werkzeugs enorm erweitert.
Eine der größten Hürden für die breite Einführung von RNAi-Biopestiziden in der kommerziellen Landwirtschaft waren bisher die hohen Produktionskosten und die Instabilität auf dem Feld. Nach Angaben der Entwickler liefert diese neue VLP-Verpackungsmethode während der Produktion deutlich höhere Mengen des aktiven RNA-Wirkstoffs. Obwohl die Extraktion der Partikel einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt erfordert, wird erwartet, dass die allgemeine Ertragssteigerung die Kosten senkt und diese fortschrittlichen biologischen Behandlungen für großflächige Kulturen wirtschaftlich rentabler macht.
Obwohl sich diese VLP-Technologie noch im Frühstadium befindet und gerade erst als vorläufiges Patent angemeldet wurde, stellt sie einen vielversprechenden Wandel im Präzisionspflanzenschutz dar. Während die Zulassungsbehörden beginnen, diese neuartigen proteinbasierten Träger zu bewerten, kann der Agrarsektor einer Zukunft entgegensehen, in der Landwirte über ein breiteres Arsenal an hochgradig zielgerichteten, umweltfreundlichen Werkzeugen zur Bekämpfung resistenter Schädlinge verfügen, was letztendlich die Abhängigkeit von konventionellen chemischen Breitbandmitteln verringert.