La Antracnosis es una de las enfermedades que ataca al maíz, sorgo y trigo, cultivos fundamentales en la alimentación mundial, y cuyo avance provoca grandes pérdidas económicas. En un trabajo científico recientemente publicado en la revista Molecular Plant-Microbe Interactions, Walter Vargas, investigador adjunto del CONICET, junto a colegas del INTA Balcarce y de la Universidad de Salamanca, España, plasmaron el descubrimiento de un nuevo tipo de factores de virulencia que resulta clave para el desarrollo de la Antracnosis y es fundamental para el desarrollo de estrategias para combatir la enfermedad.

Causada por un hongo del género Colletotrichum, la Antracnosis al colonizar pudre los tallos, estos se vuelven frágiles, y finalmente produce que las plantas se marchiten, se caigan al suelo, y mueran. “El impacto socio económico que tiene la enfermedad en los cultivos es altísimo, existen reportes que evidencian pérdidas del 90 por ciento en algunas regiones de Estados Unidos. Hubo casos en India donde esta enfermedad afectó la totalidad del cultivo de sorgo, fundamental para la alimentación humana en esa región, y también se registraron pérdidas de hasta el 100 por ciento de la cosecha de soja en dicho país” indica el investigador Walter Vargas, quien desarrolla sus actividades en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR).

Conocer la proteína

Walter Vargas comenzó a investigar la Antracnosis en el maíz durante sus estudios posdoctorales en la Universidad de Salamanca, España. “Cada una de las especies vegetales puede desarrollar la enfermedad y existen especies del género Colletotrichum sp. específicas para cada vegetal. Nosotros usamos como modelo el maíz, que es un cultivo de interés agronómico fundamental para la alimentación en nuestro país, y también estamos considerando la enfermedad en sorgo y trigo” relató Vargas.

El núcleo celular es el lugar donde se producen todos los procesos genéticos vinculados a la división, el crecimiento y la determinación celular, o sea los procesos que rigen la biología de un organismo. Por lo tanto, la hipótesis que planteó el grupo -bastante impensada al comienzo del estudio- era que cuando el patógeno ingresaba al hospedador para generar la enfermedad podría tener acceso a la información genética de la planta y la manipularía con el fin de facilitar el proceso infectivo.

Qué pudieron descubrir

“De la gran variedad de proteínas con la que nos encontramos en el desarrollo del proyecto se seleccionó una que tenía características muy particulares, y era desconocida hasta el momento, que decidimos llamar CgEP1 por Colletotrichum graminicola effector protein 1. La aislamos, estudiamos el efecto que tenía en el hongo que la produce y en la planta, hicimos estudios de ingeniería genética, generamos cepas del hongo modificadas genéticamente, algunas que no expresan la proteína y otras con altos niveles de expresión, las marcamos con una molécula fluorescente, y mediante microscopía pudimos conocer el camino que recorrían desde que la célula del hongo que la producía hasta su destino final” explica Vargas.

“Finalmente encontramos, como suponíamos, que la proteína se trasladaba al núcleo de la célula del maíz donde se une inespecíficamente al ADN, modifica su estructura y hace que cambien los patrones de transcripción de genes importantes para las respuestas de defensas, y genes que tienen que ver con la compactación del ADN. En este sentido, la planta se vuelve una marioneta del patógeno, la célula vegetal pierde el control de la regulación transcripcional, permitiendo así el desarrollo de la enfermedad. Fue un hallazgo importante, porque hasta el momento no se había podido detectar in vivo” explica Vargas. 

“Particularmente, desarrollamos una cepa del hongo que no puede producir la proteína y en ese caso la enfermedad no se puede desarrollar. El hecho de que al hongo le falte sólo esa proteína hace que no interfiera con el proceso celular que normalmente sucedería en presencia de CgEP1, y la planta se vuelve resistente al hongo” señala el investigador.

Una solución con gran futuro

“La proteína estudiada es exclusiva de estos hongos” manifiesta Vargas y añade que esto significa que si se desarrolla alguna estrategia específica para ella no va a tener efectos en el ecosistema, en otras plantas, en seres humanos o en animales en general, porque es única de ese hongo, y es lo que se llama una “bala de plata, silver bullet, un punto estratégico para contrarrestar al patógeno y prevenir el desarrollo de la enfermedad. A partir de ahora, conociendo la proteína y los blancos, se pueden empezar a visualizar otras cuestiones y estrategias que pueden ser el desarrollo de drogas o de compuestos que no sean nocivos para el medio ambiente ni para el agricultor, que pueda ayudar a controlar la enfermedad” explica.

“Si nosotros podemos llegar a trabajar y conseguir una solución que sea producida nacionalmente o en consorcio, se podría proponer una estrategia que sirva para controlar esta enfermedad en el maíz a nivel mundial y se pueda hacer extensivo para otros tipos de cultivo” aseguró Vargas. Al respecto, también comentó que ellos estudiaron cepas de este patógeno del maíz de diferentes partes del mundo, no sólo de Argentina, sino también de Brasil, Estados Unidos, Alemania, Holanda, Francia, Croacia, Japón y África, para las cuales también serían efectivas las estrategias dirigidas a neutralizar el efecto de CgEP1.

YPF tecnología

Walter Vargas en este momento está participando de proyectos de Investigación + Desarrollo (I+D) de YPF Tecnología (Y-TEC), empresa creada en 2012 por YPF y el CONICET, que brinda soluciones tecnológicas al sector energético y forma especialistas para el desarrollo de la industria en Latinoamérica.

“Los proyectos en los que estoy trabajando me resultan desafiantes, e interesantes desde el punto de vista de mi profesión. Mi formación de grado es en Biotecnología, que se basa en utilizar herramientas de las ciencias biológicas para solucionar problemas cotidianos de la industria o del día a día. Entonces, tener la oportunidad de poder plasmarlo, de poder aplicarlo, es una realización profesional y personal, y una excelente oportunidad que quise aprovechar. Además, es un buen ejemplo de que es posible la inserción de investigadores al sistema productivo” concluye.

Por Ana Paradiso - CONICET Rosario