Plantas de tomate y tabaco más resistentes

En lugar de transferir genes que generen un tóxico específico para defenderse de un patógeno particular, investigadores del Reino Unido y México han logrado fortalecer el sistema inmune de algunas plantas al pasarles genes que las hicieron resistentes a un amplio rango de bacterias patógenas, causantes de algunas de las enfermedades vegetales más comunes.

Según un estudio en la revista Nature Biotechnology, el equipo internacional encabezado por científicos del laboratorio de Sainsbury en Norwich, (Reino Unido), y del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (México), tomó genes de una planta modelo en la investigación llamada Arabidospsis thaliana e incrementaron las defensas naturales del tomate y del tabaco.

"Obtuvimos un gen que produce una molécula que funciona como receptor extracelular que le permite reconocer bacterias y activar el sistema inmune", explica a EL PAÍS Alejandra Rougon, del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad . "Así, ese receptor identifica a un amplio rango de patógenos".

Se trata de una molécula que identifica patrones moleculares (PRR, por sus siglas en inglés) que son esenciales para la supervivencia de las bacterias y que se encuentra de manera natural en Arabidopsis (prima hermana de la mostaza).

Las enfermedades microbianas y parasitarias causan enormes pérdidas a la producción alimentaria en todo el mundo, y para contrarrestarlos se suelen utilizar productos agroquímicos, que no son del todo efectivos. "Nosotros mejoramos la capacidad del propio sistema inmune de las plantas para reconocer a los invasores microbianos", dice Rougon.

Las bacterias tienen un arsenal molecular que les permiten burlar el sistema inmune evitando ser reconocidas y, aunque la mayoría de las plantas cuenta con mecanismos específicos para combatir patógenos microbianos, éstos varían de especie en especie contra patógenos particulares.

"Los PRR no distinguen a las proteínas de virulencia de un patógeno específico sino a moléculas que se conservan y caracterizan a una clase completa de microbios, sean patógenos o no", dice a EL PAÍS Cyril Zipfel, líder del proyecto e investigador del laboratorio Sainsbury. "De lo contrario, solamente se tendría resistencia ante un número limitado de patógenos".

Un principio rector en la fitopatología es que la mayoría de las plantas tiende a ser resistentes a la mayoría de los patógenos, pero este trabajo indica que la transferencia de los genes que contribuyen a esta inmunidad natural básica en una planta puede fortalecer la resistencia en otras.

Los investigadores extrajeron los patrones moleculares de reconocimiento de Arabidopsis y los trasladaron al tomate y al tabaco, confiriéndoles inmunidad a bacterias que pertenecen a diversos géneros tales como pseudomonas, xantomonas, agrobacterias y rastonia.No en todas hubo el mismo incremento en la resistencia, debido a que cada una de ellas tiene distintos receptores y estrategias, pero en todas hubo una protección importante, pues este método hace más difícil a las bacterias evitar las defensas de las plantas.

Los investigadores esperan actuar sobre cultivos de importancia económica para ayudar a prevenir pérdidas masivas de cosechas así como disminuir daños ambientales y a la salud, al reducir el uso de pesticidas. Por ello, ya están probando los "patrones" con otras plantas como patata, cereales, manzana, mandioca y plátano, todas ellas afectadas por bacterias.

Zipfel considera que estos receptores no generan ningún efecto tóxico para los humanos puesto que muchos de ellos ya son consumidos al estar presentes de forma natural en algunas plantas como la col, coliflor y brócoli.

El investigador considera que es muy difícil que los patógenos desarrollen mutaciones que les permitan evadir parcial o totalmente los patrones de reconocimiento.

"Esto confirma nuestra hipótesis inicial de que los patógeno que se adaptan a ciertas plantas huésped no tienen el arsenal para derrotar receptores que nunca habían enfrentado", afirma Zipfel. "Sin embargo, tenemos presente que los patógenos siempre buscan una estrategia para evitar la resistencia".

Por ello, los investigadores están trabajando con la identificación de nuevos PRR que podrían combinarse para aumentar la durabilidad de la resistencia, así como identificar otros patógenos como hongos y sus respectivas moléculas de reconocimiento.