Desenvolvida por uma equipa multidisciplinar de investigadores do INESC TEC e da Universidade do Porto, a tecnologia SpecTOM permite reconstruir a informação química e bioquímica dos tecidos analisados. O seu caráter inovador, bem como alguns desenvolvimentos recentes, levaram a que o grupo integrasse o projeto Phenobots, onde a tecnologia está neste momento “a ser melhorada”, contam os investigadores. A equipa afirma que o financiamento de 10 mil euros obtido no BIP Proof foi “essencial” para o avançar do projeto, uma vez que permitiu a construção de equipamento específico para recolha de dados.
Explicado de forma mais detalhada, o SpecTOM é uma plataforma tecnológica de “tomografia metabólica não invasiva, para análise molecular baseada em espectroscopia”, explicam os investigadores do projeto. Tem como objetivo principal efetuar diagnóstico “precoce e de alto débito, 'in-situ' e 'in-vivo', utilizando uma plataforma robotizada (Metbots) e um instrumento de espectroscopia de última geração da “inteligência das coisas”, referem, acrescentando que a tecnologia poderá ter um impacto disruptivo para o desenvolvimento de sistemas avançados de Agricultura de Precisão, atualmente muito baseada em relações estatísticas.
Em 2020, a equipa concorreu ao BIP Proof, iniciativa da U.Porto Inovação que, desde 2018, financia ideias inovadoras, e acabou por ser uma das equipas vencedoras dessa edição Na altura, os investigadores referiram que o montante recebido tinha como destino a montagem de um microscópio ótico com resolução hiper-espectral e histoquímica. Esse objetivo foi alcançado e, com o equipamento, o grupo é agora capaz de “desenvolver modelos tridimensionais dos tecidos e da sua composiçãocontam. Essa informação é depois utilizada para simular e diagnosticar o processo fotossintético (em conjunto com outros dados obtidos em campo e em laboratório) para “reconstruir modelos de gémeos digitais que possam simular condições de produção”.
Os espectros recolhidos neste microscópio são, assim, dados importantes para, depois, baixar o limite de deteção do SpecTOM, “permitindo o suporte de reconstrução de imagens metabólicas de elevado detalhe”, contam.
Graças ao microscópio, tornado possível também graças ao apoio financeiro do BIP Proof, a equipa está a desenvolver ainda mais a tecnologia SpecTOM no sistema Phenobot. Um dos objetivos atuais é que possa ser “integrada funcionalmente no Phenobot, um sistema de modelação, inteligência artificial e diagnóstico para uma nova geração de agricultura de precisão baseada na fisiologia da planta”, refere Rui Martins, um dos cientistas por trás do SpecTOM.
A entrada no projeto aconteceu com o objetivo de reconstruir a morfologia e a bioquímica das folhas de videira. O grupo de investigadores acredita tratar-se de uma tecnologia essencial para o desenvolvimento de gémeos digitais das folhas das plantas “permitindo simular e diagnosticar numericamente o estado metabólico e a fisiologia da planta, especialmente no que diz respeito ao metabolismo central e à capacidade de geração de energia e captura de carbono”, explicam. Conhecer a capacidade fotossintética e a plasticidade fenotípica de uma folha, e da canópia da planta, reflete a sua resposta às condições ambientais.
“As plantas são incrivelmente resistentes, demonstrando mecanismos de plasticidade que maximizam o aproveitamento das condições favoráveis de luz, temperatura, água e nutrientes – não desperdiçando uma oportunidade de estar à frente e preparadas para as adversidades”, contam os investigadores. Isso faz com que as plantas rapidamente avancem para estados metabólicos com maior disponibilidade de energia, o que capacita o metabolismo secundário a responder a ameaças causadas por stress biótico ou abiótico.
E, tendo em conta o contexto de mudanças climáticas que enfrentemos, o grupo é perentório em afirmar o quão crítico é “otimizar a fotossíntese de todas as plantas, tornando-as mais produtivas, robustas e resilientes” a diferentes adversidades. Por esse motivo, o grupo está empenhado em levar cada vez mais longe a tecnologia SpecTOM.
Sobre o BIP Proof
Foi em 2018 que a U.Porto Inovação arrancou com a iniciativa BIP Proof e desde então já foram financiados 44 projetos, num total de meio milhão de euros.
O principal objetivo da iniciativa é criar um sistema de provas de conceito. Essas podem traduzir-se em construção de protótipos de viabilidade técnica, realização de ensaios in vitro/in vivo, estudos de viabilidade ou de mercado, entre outras, para que possam contribuir para a maturação da tecnologia e aproximação ao mercado. O BIP Proof é, e tem sido, uma das maneiras de a U.Porto Inovação apoiar, e procurar valorizar, o que de melhor se faz na investigação da Universidade do Porto.
A edição que financiou o SpecTOM (2020/2021) contou com o apoio da Fundação Amadeu Dias e do Santander Universidades.
