¿Una vacuna para acabar con las pandemias en las plantas?

Adriana Martínez Cifuentes y Javier Guembe Mugueta, alumnos de Biotecnología Vegetal, tercer curso del grado en Biotecnología en la Universidad Pública de Navarra. Profesor: Dr. Dr. Jorge Poveda Arias

¿Una vacuna para acabar con las pandemias en las plantas?

Como bien dice la expresión, “las buenas esencias se almacenan en frascos pequeños”, y efectivamente, este rasgo de los virus es el que les permite causar una gran infección en cuestión de incluso segundos. Estos microorganismos son considerados uno de los grupos de patógenos más importantes y biológicamente intrigantes. Hoy en día, gracias al impacto del coronavirus en la sociedad, prácticamente cualquier persona asocia los virus a partículas casi invisibles, capaces de causar de leves a graves infecciones, como la COVID-19, en humanos, y también en animales. No obstante, no es tan conocido que las “pandemias” también suponen una gran amenaza en el mundo vegetal, afectando al desarrollo de la agricultura y la producción alimentaria, pero también generando grandes pérdidas de producción de plantas ornamentales.

Las plagas de virus son responsables de importantes pérdidas económicas anuales debido a la gran destrucción en la producción y comercialización de los cultivos, sin posibilidad de tratamiento eficaz en campo. Un ejemplo pueden ser los virus hortícolas, que afectan a plantas de huerta y producen pérdidas de hasta 3,5 billones de euros solo en Europa cada año, o los de frutales como el CTV (Citrus tristeza virus) que provocó la muerte de 40 millones de naranjos y mandarinos (un tercio del total) entre el primer brote endémico (1956) y el año 2000.

Existen ciertos mecanismos de disminución de la virulencia en vegetales, como la termoterapia, que consiste en utilizar temperaturas elevadas para inactivar el virus, o la quimioterapia con ribavirina (fármaco antiviral) o benzoriadiazol (involucrado en respuesta inmune). También existen técnicas más avanzadas, como el cultivo de ápices meristemáticos, que son partes de la planta en las que los virus no pueden crecer, semillas libres de virus o microinjertos, los cuales hoy en día están muy comercializados por grandes empresas.

Imagen de ápice meristemático

La eliminación de los virus hospedadores de plantas mediante las técnicas previamente mencionadas puede actuar como una potente arma de doble filo. Por un lado, son eficaces terapias para subsanar problemas de pérdida de material vegetal e intercambiar material genético (germoplasma) libre de enfermedades entre países sin necesidad de cuarentena. Además, muchos tratamientos antivirales también favorecen la desaparición de otros patógenos microscópicos como bacterias u hongos. No obstante, no todos los virus son perjudiciales, ya que algunos han forjado una fuerte relación simbiótica con la planta y pueden aportarle protección cruzada frente a virus malignos, así como nuevas características de interés agronómico como resistencia, tolerancia a condiciones adversas o características físicas de interés, las cuales se perderían.

Desafortunadamente, una planta infectada permanecerá así durante el resto de su ciclo vital, aumentando así el riesgo de transmisión del virus a otras plantas y obligando a desechar todo el cultivo. La resistencia viral depende únicamente de los propios genes de la planta: algunos pueden directamente destruir las células infectadas por el virus y otros eliminan las herramientas necesarias para la replicación, causando eventualmente la desaparición de toda partícula viral del interior del vegetal.

La alternativa a las técnicas tradicionales y sus inconvenientes es, sin duda alguna, la ingeniería genética. No existe mejor manera de generar resistencia en una planta que está siendo tremendamente dañada por un virus conocido, que insertarle un gen que no permita que este el virus consiga reproducirse en el interior de las células vegetales. Esta técnica no es nueva, ya que se han obtenido desde siempre clones comerciales resistentes mediante cruces de plantas. Sin embargo, mediante esta estrategia aparecían obstáculos como el tiempo de obtención, ya que hay que esperar a que se desarrollen las plantas adultas que se cruzan, además de tener en cuenta que no todas las plantas van a tener el gen. Es necesario seleccionar y comprobar las que lo han adquirido y esto puede ser complejo si no es un carácter que se vea a simple vista, como el color de las flores o la resistencia al calor. Estos factores hacen que el camino hacia la planta de interés sea mucho más tedioso.

La pregunta es, ¿cómo puede la planta generar inmunidad contra el virus? Es muy sencillo. Al igual que los animales, las plantas también poseen un sistema inmune que reconoce “lo extraño” y actúa contra ello. El gran desarrollo de sistemas de transformación de plantas hoy en día permite que la inserción de un gen exógeno en el lugar deseado dentro de la planta sea un método tan sencillo como vacunar a un bebé contra el sarampión o la varicela. Simplemente basta con realizar una “construcción molecular” que contenga la información necesaria para que una proteína viral se sintetice dentro de la planta y, sin causarle daño, la “engañe” para que ésta genere defensas que puedan combatir un posible ataque del virus en cuestión. Otra alternativa es la inyección con una molécula no viral, que sea capaz de impedir la replicación del virus en el interior. Dicha molécula se denomina “ARN de interferencia” y, como su propio nombre indica, esta se une al material genético del virus, como si fueran dos manos entrelazadas, impidiendo así que el virus continúe su camino dentro de la planta, ya que necesitaría que ese ARN estuviera libre, para poder seguir infectando.

En 2020, se conoce un gran número de especies resistentes a virus que se han aprobado para el cultivo fuera de Europa, gracias al uso de la técnica del ARN de interferencia. Un buen ejemplo es la papaya (Carica papaya) resistente al PRV (Papaya Ringspot Virus), que ya se cultiva en Japón, Canadá y Estados Unidos.

Queda demostrado que la obtención de plantas transgénicas para combatir las graves epidemias causadas por virus es realmente eficaz, a la par que sencillo. A pesar de este factor, el conflicto ético juega un importante papel en este debate. En la actualidad, no está permitido en la Unión Europea el cultivo de transgénicos, mucho menos en lo que a alimentación se refiere. No obstante, existen ciertas ocasiones, en las que quizás es necesario plantear un balance entre los problemas, como lo es la pérdida de grandes hectáreas de cosechas a causa de los virus y las posibles soluciones, como en este caso podría ser la generación de plantas resistentes transgénicas.

¿Estarías dispuesto a comerte una mandarina transgénica sabiendo que así vas a salvar la vida de miles de frutales, forestales y ornamentales, además del trabajo de miles de agricultores?

Bibliografía

Arámburo Jarillo, F. M. (s. f.). Obtención de plantas libres de virus y viroides mediante las técnicas de microinjerto de ápices caulinares in vitro, termoterapia e indexing biológico. http://www.concitver.com/citricos%20ver%20tef/citricos%20ver%20tef/11.%20obtenciondeplantaslibredevirus%5B2%5D.pdf

(2021, 15 septiembre). Los virus hortícolas causan cada año pérdidas en Europa por 3’5 billones (con b) de euros. Hortoinfo. https://www.hortoinfo.es/index.php/10827-perdidas-virus-horticolas-virtigation-150921?fbclid=IwAR3i6pNIW9pKrnV3luRa56app4_FL9i1-fgoRC4nx7x9sDeRU96CgAi8P4g

Chaves-Bedoya, & Ortiz-Rojas. (2011). Ingeniería genética vegetal para resistencia viral y vectores virales en genética reversa. Scielo. http://www.scielo.org.co/pdf/rori/v15n2/v15n2a03.pdf

Fernandez Perez, J. A. (s. f.). Ingenieria genética en plantas. www.segenetica.es. https://core.ac.uk/download/pdf/60991198.pdf

Franco Mejía, L. G. (2006). Producción de plantas in vitro libres del virus CymVV en un híbrido comercial de Catleya (Orchindaceae) utilizando ribavirina .https://core.ac.uk/download/pdf/60991198.pdf.

Gergerich, R.C., and V. V. Dolja. 2006. Introducción a los Virus Vegetales, el Enemigo Invisible. Trans. Silvina L. Giammaría. 2008 The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2008-0122-01

Impacto económico y social de las enfermedades emergentes en plantas – Fundación Ramón Areces. (2012, 5 diciembre). Intermark IT. https://www.fundacionareces.es/fundacionareces/es/comunicacion/blog/impacto-economico-y-social-de-las-enfermedades-emergentes-en-plantas.html

Samaniego-Gámez, Reyes-Ramírez, Moreno-Valenzuela, & Tun-Suárez. (2017, enero). Resistencia sistémica inducida contra virus fitopatógenos mediada por la inoculación con la rizobacteria Bacillus spp. Scielo. http://scielo.sld.cu/pdf/rpv/v32n1/rpv02117.pdf 

Compartir en: Twittericono twitter Facebookicono facebook Pinteresticono pinterest

También te puede interesar