Υπάρχει μια στιγμή στην ιστορία κάθε τεχνολογίας όπου παύει να είναι απλώς μια καλή ιδέα στη θεωρία.
Για το RNA αυτή η στιγμή ήρθε πρώτα με τα εμβόλια.
Τώρα, το ίδιο μόριο κάνει ένα πολύ διαφορετικό ταξίδι από το εργαστήριο στο χωράφι.
Τον περασμένο Αύγουστο, το Μεξικό ενέκρινε το Oifirax, ένα βιομυκητοκτόνο της GreenLight Biosciences που χρησιμοποιεί RNA για να αντιμετωπίσει το ωίδιο στα αμπέλια, μια μυκητολογική ασθένεια.
Ήταν η πρώτη έγκριση αυτού του είδους φυτοπροστατευτικού στον κόσμο.
Η είδηση όμως, δεν αφορά απλώς ένα καινούργιο προϊόν για τους αμπελουργούς, αλλά μια διαφορετική φιλοσοφία για το τι μπορεί να είναι ένα φυτοπροστατευτικό.
Για περισσότερο από έναν αιώνα, η χημική φυτοπροστασία βασίστηκε στην απλή λογική «βρες μια ουσία που σκοτώνει ή περιορίζει τον παθογόνο οργανισμό και κάνε την αρκετά ανθεκτική ώστε να παραμένει ενεργή στο χωράφι».
Το RNA προτείνει κάτι άλλο.
Μην ψεκάζεις απλώς μια δραστική ουσία πάνω στον οργανισμό. Στείλε του μια συγκεκριμένη βιολογική οδηγία. Και μετά άφησέ την να εξαφανιστεί.
«Τα εμβόλια mRNA χρησιμοποιούν ένα μόριο mRNA ως προσωρινή “οδηγία” για να βοηθήσουν τα ανθρώπινα κύτταρα να παραγάγουν ένα συγκεκριμένο αντιγόνο. Αντίθετα, ορισμένα νέα φυτοπροστατευτικά προϊόντα χρησιμοποιούν δίκλωνο RNA (dsRNA), το οποίο ενεργοποιεί έναν φυσικό μηχανισμό των κυττάρων που λέγεται RNA παρεμβολή (RNA interference, RNAi)», εξηγεί στο Wired Greece ο Αθανάσιος Δαλακούρας, Εντεταλμένος ερευνητής στον ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, ο οποίος εξειδικεύεται, μεταξύ άλλων, στους μηχανισμούς RNAi και στον ρόλο των μικρών RNA μορίων στην ανάπτυξη των φυτών.
Το RNA είναι ένα από τα βασικά μόρια της ζωής
Εδώ το RNA χρησιμοποιείται με έναν τρόπο που θυμίζει περισσότερο λογισμικό παρά παραδοσιακό φυτοφάρμακο.
Οι επιστήμονες σχεδιάζουν μια συγκεκριμένη αλληλουχία RNA ώστε να στοχεύει έναν κρίσιμο γενετικό μηχανισμό του μύκητα. Όταν το σύστημα λειτουργεί, η παραγωγή μιας απαραίτητης πρωτεΐνης διακόπτεται και ο μύκητας χάνει την ικανότητά του να επιβιώσει ή να αναπαραχθεί.
Δεν χρειάζεται να δηλητηριάσεις τα πάντα. Χρειάζεται να «σιγήσεις» τον σωστό διακόπτη.
«Συγκεκριμένα, το dsRNA σχεδιάζεται ώστε να αντιστοιχεί στο RNA που παράγεται από ένα συγκεκριμένο γονίδιο ενός εντόμου, μύκητα ή άλλου επιβλαβούς οργανισμού. Μέσα στα κύτταρά του, ειδικά ένζυμα το κόβουν σε πολύ μικρά κομμάτια, τα λεγόμενα small interfering RNAs (siRNAs), τα οποία λειτουργούν σαν μοριακοί “οδηγοί” που αναγνωρίζουν το αντίστοιχο αγγελιαφόρο RNA (mRNA) και κατευθύνουν τον κυτταρικό μηχανισμό στην καταστροφή του. Έτσι μειώνεται ή σταματά η παραγωγή μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης. Αν αυτή είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή ή την επιβίωση του οργανισμού, η επίδραση μπορεί να είναι καθοριστική», λέει ο Δρ Δαλακούρας.
Εδώ έγκειται και η μεγάλη διαφορά από ένα συμβατικό χημικό φυτοπροστατευτικό.
Η δράση δεν βασίζεται μόνο στις χημικές ιδιότητες μιας ουσίας, αλλά στην ικανότητα παρέμβασης σε μια συγκεκριμένη μοριακή λειτουργία του οργανισμού-στόχου.
«Το ιδιαίτερο ενδιαφέρον αυτής της τεχνολογίας βρίσκεται στη δυνατότητα υψηλής εκλεκτικότητας. Επειδή η αλληλουχία του dsRNA μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο μοριακό στόχο, είναι δυνατόν να περιοριστεί η δράση του στον οργανισμό που θέλουμε να αντιμετωπίσουμε ή σε στενά συγγενικά είδη».
Ωστόσο, το γεγονός ότι ένα προϊόν βασίζεται σε dsRNA δεν σημαίνει αυτομάτως ότι είναι ακίνδυνο για κάθε άλλο οργανισμό. Η πιθανότητα επιδράσεων εκτός στόχου, η έκθεση άλλων ειδών και η συμπεριφορά του RNA στο περιβάλλον πρέπει να εξετάζονται για κάθε εφαρμογή ξεχωριστά.
Και εδώ μπαίνει ένα ακόμη ερώτημα: πώς αξιολογείς τον κίνδυνο μιας τεχνολογίας που λειτουργεί με διαφορετικό τρόπο από τα συμβατικά φυτοπροστατευτικά;»
Σε αυτό το ερώτημα επιχειρεί να απαντήσει το ευρωπαϊκό ερευνητικό έργο HORIZON RATION (Risk AssessmenT InnOvatioN for low-risk pesticides), που συντονίζεται από το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας και τον καθηγητή Δημήτρη Καρπούζα και συγκεντρώνει 22 εταίρους, με στόχο να αναπτύξει και να βελτιώσει τις μεθόδους αξιολόγησης φυτοπροστατευτικών προϊόντων χαμηλού κινδύνου, από μικροβιακές και φυσικές λύσεις έως τις νεότερες εφαρμογές dsRNA. Στην έρευνα συμμετέχουν επίσης η Καθηγήτρια Καλλιόπη Παπαδοπούλου και ο Δρ. Αθανάσιος Δαλακούρας, εξετάζοντας μια κρίσιμη ισορροπία μεταξύ αποτελεσματικότητας και ασφάλειας.
Πόσο σταθερό πρέπει να είναι ένα μόριο dsRNA για να λειτουργήσει στο χωράφι; Πόσο γρήγορα αποδομείται; Πού μπορεί να καταλήξει στο περιβάλλον; Και πώς αξιολογούνται πιθανές επιδράσεις σε οργανισμούς που δεν αποτελούν στόχο;
Η ιδέα δεν είναι καινούργια. Η κλίμακα είναι.
Το 2006, οι Andrew Fire και Craig Mello τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής για την ανακάλυψη του μηχανισμού RNAi.
Και η ανακάλυψη του RNAi τράβηξε γρήγορα το ενδιαφέρον της αγροτικής βιοτεχνολογίας.
«Οι πρώτες ερευνητικές προσεγγίσεις βασίστηκαν κυρίως στη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών, ικανών να παράγουν τα δικά τους μόρια dsRNA που χρειάζονταν για να αντιμετωπίσουν συγκεκριμένους εχθρούς. Τελευταία το ενδιαφέρον στρέφεται σε μια διαφορετική προσέγγιση: αντί να τροποποιείται γενετικά το φυτό, τα κατάλληλα σχεδιασμένα μόρια dsRNA εφαρμόζονται απευθείας στην καλλιέργεια (π.χ. ψεκασμό), στοχεύοντας συγκεκριμένους επιβλαβείς οργανισμούς (έντομα, μύκητες, ζιζάνια και ιούς)», εξηγεί ο Δαλακούρας.
Η εξέλιξη της γονιδιωματικής έκανε αυτή την προσέγγιση πολύ πιο ενδιαφέρουσα.
«Στην εποχή που η αποκάλυψη των γονιδιωμάτων και μεταγραφωμάτων των οργανισμών έχει γίνει πλέον υπόθεση ρουτίνας, κατάλληλα σχεδιασμένα dsRNAs μπορούν να στοχεύσουν μία πολύ συγκεκριμένη περιοχή ενός πολύ συγκεκριμένου γονιδίου», προσθέτει ο επιστήμονας.
Και υπάρχει κάτι ακόμη σημαντικό.
Στην εξωγενή εφαρμογή dsRNA, το DNA του φυτού δεν τροποποιείται. Η παρέμβαση είναι προσωρινή.
Το dsRNA εφαρμόζεται εξωτερικά, δρα για ένα χρονικό διάστημα και στη συνέχεια αποδομείται. Για τον λόγο αυτό, η συγκεκριμένη προσέγγιση δεν κατατάσσεται από τη νομοθεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης στις τεχνολογίες γενετικής τροποποίησης (GMOs).
Επί της ουσίας στέλνεις ένα βιολογικό «μήνυμα». Το μήνυμα εκτελεί μια «αποστολή». Και τελικά διασπάται.
Η πρόκληση είναι το χωράφι
Η περιορισμένη παραμονή του RNA στο περιβάλλον μπορεί να είναι πλεονέκτημα για ένα φυτοπροστατευτικό. Για να λειτουργήσει, όμως, το dsRNA πρέπει να παραμείνει ακέραιο αρκετό χρόνο ώστε να φτάσει στον οργανισμό-στόχο, να προσληφθεί σε επαρκή ποσότητα και να ενεργοποιήσει τον μηχανισμό RNAi.
Στο χωράφι τίποτα από αυτά δεν είναι αυτονόητο.
Ποικίλοι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την τύχη του RNA μετά τον ψεκασμό. Ακόμη και ο τρόπος με τον οποίο διαμορφώνεται ένα σκεύασμα μπορεί να αλλάξει τη σταθερότητά του.
«Επομένως, το ζητούμενο δεν είναι απλώς να σχεδιαστεί η σωστή αλληλουχία, αλλά να φτάσει στο σωστό σημείο, στη σωστή ποσότητα και για αρκετό χρόνο», λέει ο Δαλακούρας.
Αυτή ίσως είναι η πιο σημαντική μετάβαση από τη θεωρία στην πράξη.
Το ενδιαφέρον με το RNA είναι ότι πλέον γνωρίζουμε πώς να το σχεδιάζουμε, να το παράγουμε και να το χρησιμοποιούμε σε μεγάλη κλίμακα.
Η πανδημία έκανε αυτή την τεχνολογία γνωστή σε δισεκατομμύρια ανθρώπους.
Η γεωργία τώρα προσπαθεί να αξιοποιήσει την ίδια βασική ιδέα με διαφορετικό στόχο.
Αλλάζεις την αλληλουχία και, θεωρητικά, αλλάζεις τον στόχο. Ένα διαφορετικό έντομο ή μύκητας. Ένας διαφορετικός μοριακός μηχανισμός.
Αυτό, όμως, δεν σημαίνει ότι κάθε νέα εφαρμογή είναι απλή ή γρήγορη. Ένα διαφορετικό είδος μπορεί να προσλαμβάνει το RNA με διαφορετική αποτελεσματικότητα ή να ανταποκρίνεται διαφορετικά στον μηχανισμό RNAi.
Και κάθε νέο προϊόν πρέπει να αποδεικνύει ότι λειτουργεί, ότι είναι ασφαλές, ότι μπορεί να παραχθεί σε βιώσιμο κόστος και ότι μπορεί να περάσει την απαραίτητη κανονιστική αξιολόγηση.
«Το RNAi, επομένως, δεν είναι μια καθολική λύση και δεν σημαίνει ότι τα συμβατικά φυτοπροστατευτικά πρόκειται να εξαφανιστούν. Προσθέτει όμως κάτι διαφορετικό στην εργαλειοθήκη της γεωργίας: τη δυνατότητα να σχεδιάζεται μια φυτοπροστατευτική παρέμβαση με βάση τη μοριακή βιολογία του οργανισμού-στόχου».
Αυτό είναι ίσως το πραγματικό shift.
Το Μεξικό άνοιξε πρώτο την πόρτα
Οι πρώτες εμπορικές εφαρμογές δείχνουν ότι η ιδέα μπορεί πλέον να περάσει από το εργαστήριο στην αγορά.
Η GreenLight έχει υποβάλει φακέλους για το RNA-based μυκητοκτόνο της στις ΗΠΑ, την ΕΕ και τη Βραζιλία, ισχυριζόμενη ότι η ανάπτυξη βασίστηκε σε πολυετείς δοκιμές πεδίου. Το Μεξικό ήταν εκείνο που έκανε πρώτο το βήμα της εμπορικής έγκρισης.
Η εταιρεία έχει αναπτύξει επίσης το Calantha, ένα προϊόν dsRNA για την αντιμετώπιση του δορυφόρου της πατάτας (Leptinotarsa decemlineata). Το προϊόν έχει εγκριθεί στις ΗΠΑ, ενώ τον Μάιο του 2026 έλαβε στο Βέλγιο προσωρινή άδεια χρήσης έκτακτης ανάγκης για την καλλιεργητική περίοδο του ίδιου έτους. Στο ίδιο χαρτοφυλάκιο ανήκει και το Norroa, που βασίζεται σε dsRNA εναντίον του ακάρεος Varroa destructor, ενός από τους σημαντικότερους εχθρούς των μελισσών.
Για πρώτη φορά, η γεωργική προστασία αρχίζει να αποκτά κάτι που θυμίζει τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζουμε φάρμακα στη βιοϊατρική, με όλο και μεγαλύτερη ακρίβεια ως προς τον βιολογικό στόχο.
Το επόμενο ερώτημα δεν είναι αν μπορούμε να φτιάξουμε ένα RNA φυτοφάρμακο-αυτό το ξέρουμε- αλλά πόσα διαφορετικά προβλήματα της γεωργίας μπορούμε να αντιμετωπίσουμε με τον ίδιο τρόπο.
Και, κυρίως, αν το χωράφι μπορεί να αποτελέσει το επόμενο μεγάλο πεδίο εφαρμογής της «επανάστασης» του RNA.
