Plantenziekten, hoewel een normaal onderdeel van de natuur, desastreuze gevolgen kunnen hebben in de landbouw. Ze verminderen voedsel voor mensen en inkomsten op het platteland. In het ergste geval leiden ze tot honger en hongersnood, zoals vele hongersnoden in de geschiedenis laten zien. Wereldwijd gaat jaarlijks ongeveer 16 procent van alle gewassen verloren aan plantenziekten.

Het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek in Mainz heeft zojuist een dubbele nieuwigheid aan de wetenschappelijke wereld geleverd:nanodragers gemaakt van afval, die medicijnen vrijgeven op een manier die voor het eerst een plantenziekte heeft genezen.

Nanodragers zijn zeer kleine afbreekbare capsules die de afgelopen 30 jaar zijn onderzocht voor medische toepassingen. Deze nanocapsules worden beschouwd als de "magische kogel" om menselijke kanker te genezen, omdat ze het medicijn rechtstreeks naar de beoogde cellen afvoeren.

Plantenziekten behandelen die nog nooit eerder zijn genezen

Dankzij de Europese onderzoeksfondsen van het BIOrescue-project, de onderzoekers van het Max Plank Institute onderzochten de mogelijkheid om hetzelfde principe om te zetten in plantenziektes. Ze hebben deze nanocapsules getest om ESCA te behandelen, een schimmelziekte die 2 miljard wijnstokken over de hele wereld aantast, waarvoor tot nu toe geen remedie is gevonden.

Dr. Frederik Wurm, die dit onderzoek bij Max Planck leidt, zei:"Na twee jaar testen in onze laboratoria en vervolgens op Riesling-wijngaarden in Duitsland, het lijkt erop dat we erin geslaagd zijn de symptomen van de ziekte te verminderen. Verdere tests zullen uitwijzen of deze kuur op lange termijn een oplossing biedt. Als de effecten worden bevestigd, kan dezelfde methode mogelijk worden uitgebreid naar elke andere ziekte in de landbouw."

"Circulaire" nanodragers gemaakt van afval

De tweede nieuwigheid van deze nanoscopische capsules is dat ze gemaakt kunnen worden van afvalmateriaal, in dit geval gebruikte paddenstoelencompost.

"Normaal gesproken worden nanocarriers gemaakt van polymeren op basis van fossiele brandstoffen. we hebben biobased nanocarriers ontwikkeld van lignine afkomstig uit de papier- en pulpindustrie. Maar dit is de allereerste keer dat we ze proberen te ontwikkelen uit landbouwresten, waardoor ze een echt 'circulair' product zijn, van gebruikte plantenmest tot plantenkuur. Er gaat niets verloren!" zei Wurm.

Om deze kleine biologisch afbreekbare capsules te verkrijgen, de Max Planck-onderzoekers voerden een chemische conversie uit om de oplosbare lignine die verkregen werd na de voorbehandeling van gebruikte champignoncompost, om te zetten.

Daarna zijn de nanodragers geladen met het medicijn dat meestal met zeer beperkte effecten op de plant wordt gespoten. Dankzij de natuurlijke enzymatische afbraak van de nanodragers, het medicijn wordt op een gecontroleerde en progressieve manier in de plant vrijgegeven. Met deze effectieve methode richt het medicijn zich alleen op de schimmels, die de plant van binnenuit vernietigen. Testen hebben aangetoond dat deze nanodragers niet giftig zijn voor de planten en het gewas niet bereiken.

"Buiten de agrarische sector, de capsules hebben talloze andere potentiële toepassingen, van voedselverbetering tot farmaceutische producten. Het is slechts een kwestie van tijd voordat we biobased nanocarriers op de markt vinden voor elk van deze toepassingen, ' zei Wurm.