• Ha sido probado por laboratorios de Europa,
Estados Unidos y China, donde mostró su eficacia contra
insectos resistentes a productos basados en proteína
Cry, dijo Alejandra Bravo, del IBt
Desde hace algunos años, a nivel global se utiliza
un bioinsecticida elaborado con las proteínas tóxicas
Cry, producidas por miembros de la familia de bacterias Bacillus
thuringiensis y amigables con el ambiente.
Estas proteínas son muy específicas para ciertos
insectos como los mosquitos Aedes aegypti y Anopheles spp, causantes
del dengue y paludismo, respectivamente, pero inocuas para otros
y para los vertebrados.
A partir de sus estudios para desarrollar un larvicida contra
Aedes aegypti y Anopheles spp, un grupo de investigadores del
Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, campus Morelos,
dirigido por Alejandra Bravo y Mario Soberón, ha creado
un bioinsecticida contra escarabajos y algunas orugas de lepidópteros
(mariposas y polillas) que atacan cultivos de maíz, jitomate,
algodón, y hortalizas.
Resistencia
Los universitarios han analizado por qué ciertos insectos
se vuelven resistentes a las proteínas tóxicas Cry,
y encontraron que uno de los receptores al que se anclan esas
proteínas para perforar la membrana del intestino de los
insectos experimenta una mutación y deja de funcionar como
receptor de aquéllas, explicó Bravo.
Para que tengan efecto, las proteínas Cry necesitan ser
procesadas en intestinos susceptibles, como los de los lepidópteros.
Una vez dentro del huésped, estas proteínas liberan
un fragmento tóxico que interacciona con una proteína
receptora presente en la microvellosidad de las células
intestinales; después, las proteínas Cry se insertan
en la membrana para formar un poro o agujero, por donde entra
un flujo de iones y agua; de esa manera, el intestino revienta.
En los lepidópteros, las receptoras se ubican en la membrana
intestinal, una pertenece a la familia de las caderinas, otra
es la aminopeptidasa N (APN). Los insectos resistentes presentan
mutaciones en el receptor caderina y, por lo tanto, éste
no puede unirse a las toxinas Cry, señaló.
Normalmente, cuando las toxinas Cry interaccionan con el receptor
caderina, sufren un corte y pierden una parte pequeña en
forma de hélice, llamada alfa-1; con ello, se facilita
la formación de una estructura de cuatro toxinas Cry denominada
oligómero, responsable de la inserción de las proteínas
Cry en la membrana del intestino.
Sin embargo, para que el oligómero se inserte
en esta membrana, es necesario que interactúe con el segundo
receptor, que es la APN. “Éste es el mecanismo de
acción que descubrimos en nuestra investigación
básica, realizada por años”, afirmó
la investigadora.
Trabajo publicado en Science
En un artículo publicado en la revista Science en 2007,
los universitarios expusieron su trabajo: Eliminaron la región
de las toxinas que forma la hélice alfa-1. Estas toxinas
Cry modificadas carecen de la hélice, por lo que son capaces
de formar el oligómero en ausencia del receptor caderina
y matar insectos resistentes que tienen mutaciones en este receptor.
El oligómero se formó y se enlazó con el
otro receptor (APN) de los insectos que se habían vuelto
resistentes a las toxinas Cry, lo que permitió al oligómero
entrar en su membrana intestinal y matarlos.
“Nos saltamos un paso necesario para que las proteínas
Cry de B. thuringiensis sean más tóxicas. Posteriormente
enviamos nuestras toxinas Cry modificadas a laboratorios de Europa,
Estados Unidos y China, donde diferentes investigadores tienen
colecciones de insectos resistentes; ellos las probaron y todos
los organismos resistentes murieron, apuntó Bravo.
El acto de resistencia más común consiste en que
un insecto pierda la proteína de la familia de las caderinas,
que actúa como receptor de las Cry, porque no es una proteína
fundamental.
“Si un lepidóptero pierde esta proteína, puede
seguir viviendo normalmente, tener descendencia y crecer; eso
es lo que ha pasado en la naturaleza: los insectos pierden el
receptor y se vuelven resistentes a las proteínas Cry.
“Pero ahora sabemos que si los insectos evolucionan y cambian
ese receptor, no importa, porque las proteínas Cry modificadas
no necesitan el receptor caderina para actuar. Con que los insectos
tengan el segundo receptor APN es suficiente para que mueran”,
explicó.
Dos productos
Con asesoría de la UNAM, los universitarios podrían
hacer transferencias tecnológicas a varias compañías
interesadas en sus productos.
“Tenemos dos: una formulación contra larvas de mosquitos
y otra contra insectos resistentes a las proteínas tóxicas
de B. thuringiensis”, acotó.
El futuro de los insectos es volverse resistentes al bioinsecticida
elaborado con las proteínas Cry. Ya se han detectado algunos
casos, son focos pequeños, pero dentro de unos 10 años
la resistencia de aquéllos podría convertirse en
un problema mundial y salirse de control.
“Si eso sucede, los productos basados en proteínas
Cry modificadas serán una alternativa real efectiva. Nos
adelantamos un paso a la evolución... Lo que hicimos fue
algo simple, que surgió luego de estudiar y entender cómo
funcionan las toxinas Cry”, finalizó.
Insecticidas químicos, inaceptables
A la fecha, se siguen usando insecticidas químicos para
controlar insectos que transmiten enfermedades y se han convertido
en plagas de cultivos agrícolas; inicialmente funcionan,
pero dejan de ser efectivos porque los insectos desarrollan resistencia.
Además, son fuente de contaminación para tierras
de cultivo y aguas subterráneas, y de toxicidad para agricultores
e insectos a los que no estaban dirigidos.
Su uso en la agricultura hace que los costos de producción
aumenten y las exportaciones corran mayor riesgo de disminuir
por no cumplir con la norma sanitaria. Por ello, los insecticidas
químicos se han vuelto ecológicamente inaceptables.
Plantas transgénicas Bt
Se han creado plantas transgénicas que luego de haber recibido
un gen de una proteína tóxica Cry, la producen por
sí mismas para combatir determinados insectos.
El objetivo es que, una vez transformadas con el gen de la proteína
Cry, expresen suficiente cantidad para aniquilar a las plagas
susceptibles.
Cuando un insecto se alimenta de ellas, la proteína tóxica
Cry actúa en su estómago y provoca la muerte. No
obstante, existe un alto riesgo de que poblaciones de insectos
resistentes se desarrollen rápido.
En 1987, aparecieron los primeros reportes sobre plantas transgénicas
de tabaco y jitomate que producían tanta proteína
tóxica Cry como para conferirles niveles altos de resistencia
a las plagas.
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