Innovador avance para combatir un virus vegetal muy extendido
La tecnología de RNA de interferencia abre nuevas vías para proteger las plantas del CMV, el virus más común en agricultura y horticultura
Imagen: Plantix
Nuevos agentes activos basados en RNA pueden proteger eficazmente a las plantas contra el virus del mosaico del pepino (Cucumber mosaic virus / CMV), el virus más común en agricultura y horticultura. Estos compuestos fueron desarrollados por investigadores de la Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) de Alemania.
La propuesta consiste en usar una serie de moléculas de RNA de amplio espectro derivadas del CMV que refuerzan el sistema inmunitario de la planta para combatir el virus. En experimentos de laboratorio, entre el 80 % y el 100 % de las plantas tratadas sobrevivieron a una infección con una alta carga viral, según se informa en el trabajo publicado en Nucleic Acids Research.
Actualmente no existen agentes bioactivos aprobados contra el CMV. La idea básica de los investigadores de la MLU es combatir el virus reforzando las defensas naturales de la planta.
El CMV es un virus particularmente devastador para los cultivos, que es transmitido por cerca de 90 especies de pulgones y afecta a más de 1200 especies de plantas. Pepino, calabaza, maní, cereales, y plantas arómaticas, son algunos de los cultivos agrícolas afectados por este virus. La infección de la planta se identifica por un patrón de mosaico característico en sus hojas. El CMV impide que las plantas prosperen y sus frutos no pueden comercializarse.
Cuando el CMV infecta una planta, se multiplica produciendo sus propias moléculas de RNA en las células vegetales. Estas moléculas de RNA extrañas desencadenan una respuesta inicial del sistema inmunitario de la planta. Ciertas enzimas vegetales reconocen y cortan las moléculas de RNA viral, produciendo pequeños RNA de interferencia (small interfering RNAs/ siRNA), que difunden por toda la planta y desencadenan un segundo paso de la respuesta inmunitaria. Los siRNA se unen a complejos proteicos que los guían hacia las moléculas de RNA del virus, donde las proteínas comienzan a descomponer las moléculas de RNA del virus.
Como una infección viral produce muchas moléculas de siRNA diferentes, pero solo unas pocas tienen un efecto protector, los investigadores desarrollaron un método para identificar moléculas de siRNA altamente eficientes en el proceso y combinar varias de estas moléculas en las llamadas moléculas de RNA bicatenario eficientes (efficient double-stranded RNA molecules / edsRNAs), especialmente adecuadas para su uso en plantas.
Adicionalmente lograron que estos grupos de edsRNAs se descompongan en siRNA poco después de entrar en las células vegetales. De esta manera, un gran número de moléculas de siRNA altamente eficientes atacan al virus en diferentes partes del genoma. Esto aumenta de forma inmediata y significativa el efecto protector y antiviral, ya que los virus de RNA pueden mutar y evolucionar rápidamente.
El equipo realizó numerosos experimentos de laboratorio con la planta modelo Nicotania benthamiana y demostró que los agentes activos basados en edsRNA eran capaces de proteger eficazmente contra el CMV.
El equipo también optimizó el proceso para detectar nuevas mutaciones virales en un plazo de dos a cuatro semanas. Este enfoque también puede aplicarse a otros patógenos y plagas.
Hasta ahora, la aplicación del producto se realizó manualmente, ya sea mediante inyección o frotando las hojas de las plantas. El equipo está trabajando para que el producto sea más duradero y se pueda aplicar a través de la pulverización de las plantas.
Este nuevo productos fitosanitario aún debe pasar por un proceso de aprobación antes de que llegue al mercado y se cuente con una bioactivo para combatir el virus del mosaico del pepino.
En 2022, la EPA (Environmental Protection Agency) de EE. UU. aprobó Calantha (GreenLight Biosciences), el primer producto fitosanitario con un ingrediente activo basado en RNA de doble cadena dirigido contra el escarabajo de la papa de Colorado (Leptinotarsa decemlineata). Su mecanismo de acción está basado también en iRNA, bloqueando la expresión de genes esenciales en la plaga. Este primer pesticida basado en RNA aprobado, está marcando el inicio de una nueva era en el control biotecnológico de plagas.