Vacunas para plantas: un nuevo método contra enfermedades y plagas

El silenciamiento génico basado en ARN de interferencia puede aportar al desarrollo de bioplaguicidas para la protección de cultivos.

Las plantas constituyen el 80 por ciento de los alimentos que comemos y producen el 98 por ciento del oxígeno que respiramos. Sin embargo, se enfrentan a la amenaza constante y creciente de plagas y enfermedades.

La sanidad vegetal se encuentra cada vez más amenazada. Cada año, hasta un 40 por ciento de los cultivos alimentarios se pierden a nivel mundial por plagas y enfermedades. Esto provoca pérdidas anuales en el comercio agrícola de más de 220 000 millones de dólares EE. UU., perjudicando gravemente la seguridad alimentaria y nutricional y la agricultura, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO).

La propagación de plagas y enfermedades se ve acentuada por el cambio climático. En un ecosistema alterado, es probable que los insectos y las plagas amplíen su rango a nuevos nichos donde esas plagas pueden prosperar.

Desde el descubrimiento de la interferencia de ARN (ARNi), se han logrado progresos significativos hacia el desarrollo de bioplaguicidas para la protección de cultivos.

La RNA de interferencia (RNAi) es un mecanismo que poseen muchas células animales, vegetales, hongos y raramente bacterias, por el cual sintetizan moléculas de RNA de doble cadena (dsRNA) que son responsables de silenciar la expresión de genes. Estas moléculas de dsRNA se convierten en el llamado RNAi, que se une a determinados sitios del RNA mensajero (RNAm) de la célula y lo corta. De esta manera inhibe la expresión de algunos genes y la síntesis de proteínas codificadas por dichos genes.

Las células eucariotas, como los animales, las plantas y los hongos usan RNAi como mecanismo natural de regulación génica y como sistema de defensa contra virus dsRNA que las pueden infectar.

El silenciamiento génico basado en ARNi puede desencadenarse en el organismo objetivo, por ejemplo, un insecto u hongo, mediante el suministro de dsRNA o el suministro directo de ARN pequeños (sRNAs). Actualmente, hay dos clases principales de sRNA que actúan en la ruta de RNAi: microRNA (miRNA) y RNA de pequeña interferencia (siRNA).

Diseñar un RNAi a medida es una estrategia menos laboriosa que obtener plantas transgénicas capaces de producir RNAi específico contra una plaga por edición de genes. Esta técnica es de acción más selectiva que los tratamientos químicos. Las vacunas de plantas marcarían una enorme diferencia para muchos cultivos básicos comercialmente importantes amenazados por virus como el arroz, el trigo, el maíz, la batata, la yuca y el plátano

Una vez que las moléculas de RNA se entregan en el campo (es decir, a través de una planta transgénica, una pulverización foliar o una inyección en el tronco), necesitan ingresar a la célula de un organismo objetivo para activar el silenciamiento génico. Este proceso puede ocurrir a través de la captación directa, como contacto tópico o la alimentación, o indirecta, por. ingresar al sistema vascular de la planta y ser absorbido luego por el insecto / patógeno.

Esto sería muy útil en el caso de la bacteria Xylella fastidiosa, que causa una variedad de enfermedades en diferentes especies de plantas, como la enfermedad de las vides de Pierce, la clorosis de cítricos y el síndrome de disminución rápida de la aceituna. Los tratamientos con RNAi han podido proteger los cultivos de los insectos vectores de X. fastidiosa, por lo que también pueden ser una herramienta para controlar las infecciones bacterianas.

En el futuro cercano, la aplicación exógena de moléculas de ARN para inducir el silenciamiento génico mediado por ARNi influirá en la forma tradicional en que protegemos los cultivos de insectos y patógenos.