Los hongos causantes de enfermedades que infectan plantas, animales y humanos representan una grave amenaza para la salud humana y animal, la seguridad alimentaria y la resistencia de los ecosistemas.

En la actualidad, sólo se dispone de unas pocas clases de agentes antifúngicos, los cuales no son completamente efectivos debido al desarrollo de resistencia, la toxicidad del huésped y la aparición de efectos secundarios indeseables.

Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar nuevos antifúngicos, cuyas propiedades y mecanismos de acción representen mejoras sobre los existentes, y que puedan aplicarse en diversos campos, incluyendo cultivos, alimentos, animales, y por supuesto, la salud humana.

Herramientas biotecnológicas

En atención a esta necesidad, una investigación realizada con un grupo de científicos españoles, proporciona una alternativa innovadora al utilizar plantas como biofábricas capaces de generar antifúngicos de manera segura, sostenible y económica.

El patógeno fúngico conocido como Botrytis cinérea causa moho gris en las plantas y en las frutas y verduras frescas, y es responsable de importantes pérdidas económicas.

Las plantas son excelentes biofábricas para producir proteínas y otros metabolitos de interés para la investigación, la industria farmacéutica y la industria. Se alimentan de luz solar, están libres de patógenos humanos y, en comparación con otros sistemas, la producción se puede ampliar fácilmente.

Bajo esta perspectiva, el equipo de investigación desarrolló una serie de herramientas biotecnológicas que le permitió manipular el virus del mosaico del tabaco, un virus de ARN de cadena positiva del género Tobamovirus, para que en vez de producir sus propias proteínas, promovieran la formación de otras proteínas de mayor interés.

Sobre el desarrollo de este nuevo sistema vectorial, los investigadores aplicaron el virus manipulado en Nicotiana benthamiana, una planta familia del tabaco frecuentemente utilizada en la investigación científica, y encontraron que sus hojas producían grandes cantidades de proteínas antifúngicas.

Para demostrar la eficacia del antifúngico obtenido, el equipo realizó un ensayo en plantas de tomate contra el patógeno fúngico de amplio espectro conocido como Botrytis cinérea. Este hongo causa moho gris en las plantas y en las frutas y verduras frescas, y es responsable de importantes pérdidas económicas.

El sistema produjo grandes cantidades de proteínas antifúngicas contra los hongos Aspergillus giganteus y Penicillium digitatum (en la imagen)

A los cuatro días de aplicada la inoculación, los investigadores evidenciaron que la proteína antifúngica obtenida de la planta Nicotiana benthamiana protegió a la planta de tomate contra la infección por B. cinérea.

Grandes implicaciones

La investigadora María Coca, afiliada al Centro de Investigación en Genómica Agrícola del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España y autora principal del estudio, se refirió a los resultados y comentó:

“Hemos utilizado este sistema para producir grandes cantidades de proteínas antifúngicas contra los hongos Aspergillus giganteus y Penicillium digitatum. También hemos comprobado que estas proteínas antifúngicas son completamente activas contra estos patógenos, y que un fluido que contenga estas proteínas puede proteger a la planta del tomate del hongo Botrytis cinérea, más conocido como moho gris”.

Los autores no dudan que los hallazgos de esta investigación pudieran tener grandes implicaciones tanto para la industria farmacéutica, como para el sector agroalimentario.

Referencia: Efficient production of antifungal proteins in plants using a new transient expression vector derived from tobacco mosaic virus. Plant Biotechnology Journal, 2018. https://doi.org/10.1111/pbi.13038