La mejor defensa no es un buen ataque

Post realizado por David Villar.

Al igual que los animales, las plantas son atacadas de forma continua por agentes infecciosos o patógenos, entre los que se incluyen, por ejemplo, bacterias y virus. Del mismo modo que los animales o nosotros mismos, las plantas enferman. Los animales cuentan con diferentes respuestas encaminadas a eliminar estos agentes, lo que se conoce comúnmente como sistema inmune. Las plantas, como no podía ser de otra manera, también cuentan con estrategias defensivas que les permiten eliminar o tolerar a los agentes infecciosos.

Las enfermedades que sufren los cultivos provocan importantes pérdidas en agricultura. Por ello, muchos científicos estudian los mecanismos mediante los cuales los patógenos causan estas afecciones, o cómo responden las plantas cuando son atacadas por un patógeno, para, como si de un médico de plantas se tratara, poder curarlas o evitar que enfermen. El asunto es de importancia capital, ya que dependemos de forma absoluta de las plantas para vivir.

Planta de alfalfa atacada por un virus.

 

El equipo de investigación en que realizo mi TFM trabaja estudiando un grupo muy particular de agentes infecciosos: los virus. Los virus necesitan a las células vegetales para multiplicarse por miles y propagarse por toda la planta. Los científicos del grupo estudian cómo los virus se propagan por las estructuras vegetales, y cómo podemos identificar las plantas infectadas antes de que los síntomas aparezcan, con el fin de evitar la propagación de enfermedades.

Los virus tienen diferentes mecanismos de evasión para escapar de las respuestas defensivas de sus huéspedes. Como si de una guerra se tratara, las plantas responden frente a los virus con mecanismos específicos encaminados a destruirlos; y los virus, intentan eludir los mecanismos de defensivos de las plantas, a la vez que utilizan sus estructuras para propagarse, provocando la enfermedad.

Bajo ciertas circunstancias, las defensas de la planta pueden volverse en su contra. Es algo comparable a lo que les ocurre a las personas que sufren una enfermedad autoinmune. En estos casos, nuestro sistema inmune ataca a las células de nuestro propio organismo. En los vegetales también puede ocurrir algo similar, y ese el objetivo de mi TFM; conseguir que las plantas se dañen a sí mismas.

Cuando un virus ataca una planta, esta intenta neutralizar al virus destruyendo su genoma. El genoma está formado por un tipo concreto de sustancia química: el ácido desoxirribonucleico, también llamado ADN, o en un menor número de casos, el ácido ribonucleico o ARN. Estos compuestos guardan, como si de un código se tratara, toda la información que los seres vivos necesitan para vivir. En el caso especial de los virus, el genoma guarda la información de su estructura y componentes. Cuando la planta destruye el genoma del virus, destruye el virus.

Recreación de la estructura del ADN

Las defensas de la planta deben reconocer primero el genoma del virus. Una vez que esto sucede, se desencadena un  proceso que termina con su fragmentación. Sin su genoma, el virus ya no puede seguir multiplicándose. La planta ha ganado.

Sin embargo, si conseguimos introducir o “infiltrar” una pequeña parte del genoma de la planta en el del virus, la planta reconocerá esta pequeña porción de su propio genoma como ajena. Como consecuencia, cuando lance sus defensas frente al virus, además de dañar el genoma del virus, también dañará el suyo propio. Podemos decir que de este modo la planta se auto inflige un daño, como cuando a las personas con enfermedades autoinmunes les ataca su propio sistema inmune. Algo que surgió para defendernos ahora se vuelve en nuestra contra.

Seguro que muchos os preguntaréis cuál es la finalidad de todo esto, ¿para qué provocar que las plantas se dañen a sí mismas? ¿No es esto contraproducente? En lo que se refiere a la defensa frente a virus desde luego lo es. Pero si lo que queremos conseguir es dañar una parte muy específica del genoma vegetal de forma concreta y controlada, esta es una buena estrategia. ¿Y para qué querríamos algo así? Pues bien, es una forma de estudiar la biología de las plantas. Dañar uno de sus componentes para analizar cómo la planta responde y así saber que mecanismo o mecanismos están implicados en un hipotético proceso biológico.

Daños en partes concretas del genoma vegetal provocan flores aberrantes.

La utilización de virus para estudiar la función de diversas estructuras vegetales puede ser una herramienta valiosa en investigación. Utilizando este tipo de estrategias es posible conocer mejor cómo funcionan las plantas por dentro y cómo, en última instancia, protegerlas o “mejorarlas”.

En el mundo vivimos ya más de 7500 millones de personas. Las plantas son la base de nuestra alimentación. Su estudio es fundamental para evitar que las enfermedades mermen nuestras cosechas; para obtener alimentos más nutritivos y saludables, y para conseguir cultivos más productivos y resistentes que nos permitan alimentarnos a todos.

Cualquier herramienta es buena si nos permite seguir adquiriendo conocimientos. En ciencia, como en la vida, no todo es blanco o negro. Paradójicamente, podemos conseguir que los mismos virus que enferman nuestras plantas nos ayuden a comprenderlas mejor. Si queremos, podemos conseguir que nuestros enemigos se conviertan en nuestros mejores aliados.



8 Comentarios

  1. Me ha echo ver el otro lado de los alimentos tratados, en este caso las plantas, ahora entiendo que no es malo experimentar con plantas ni contra natural, es una mejora, al igula que si no vacunan. Gracias David.

  2. David, creo que lo que intentas es introducir la información genética necesaria en una planta, que permita una reacción de hipersensibilidad que aísle al patógeno del huésped..

    1. Gracias por tu comentario, Alfonso.
      No, ese no el objetivo del trabajo. El objetivo es introducir una pequeña parte del genoma vegetal en un virus para que, una vez infectemos la planta y se desencadene la reacción de defensa dirigida al virus, la planta dañe de forma colateral una pequeña parte de su genoma.
      Espero haberlo aclarado.
      Un saludo

  3. Interesante trabajo David pero me gustaría preguntarte cómo podéis estar absolutamente seguros de que esos virus no pueden escaparse al medio ambiente. Muchas gracias

    1. Hola Alba,
      El sistema experimental es seguro. Utilizamos plantas modificadas que poseen de forma artificial una parte del genoma del virus. Nosotros solo añadimos la parte restante, que es la que modificamos. El virus solo puede reconstituirse si las dos partes, la que posee la planta y la que nosotros añadimos, están presentes en la misma célula, algo que solo puede ocurrir en las plantas que utilizamos en el experimento.

    2. Hola Alba,
      Es sistema es seguro. Utilizamos plantas modificadas que poseen una parte del genoma del virus. Nosotros añadimos la otra parte, que es la que modificamos. El virus solo se puede reconstituir en las células vegetales en las que se encuentren las dos partes al mismo tiempo, algo que solo puede ocurrir en las plantas que utilizamos para este tipo de experimentos.
      Gracias por comentar. Un saludo.

    1. Hola Daniel.
      Como le he dicho a Alba, el virus solo puede reconstituirse en las células de las plantas modificadas que utilizamos para este tipo de experimentos. De este modo, si inoculara el virus en una planta cualquiera, incluso si esa planta fuera una des las especies susceptibles de ser infectadas por el virus, el virus no podría reconstituirse y no se produciría la infección.

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Por J. M. Mulet
Publicado el ⌚ 8 julio, 2019
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