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Novel biocontrol agents for insect pests from neuroendocrinology

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Plaguicida basado en péptidos ecológico y muy selectivo

Un equipo multidisciplinario de investigadores de la Unión Europea ha desarrollado y probado nuevos tipos de bioplaguicidas basados en hormonas peptídicas de insectos. Su función será la de reducir el riesgo que entraña el uso de los plaguicidas para la salud humana sin perjudicar el medio ambiente o a los insectos beneficiosos, y lograr así la sostenibilidad en la protección de los cultivos.

Cambio climático y medio ambiente
Alimentos y recursos naturales

Es necesario mantener un elevado grado de productividad en el sector agrícola para garantizar la alimentación de una población humana en crecimiento. Hoy en día, entre el 20 y el 40 % de la productividad mundial se malogra por el ataque de los insectos según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Una tendencia que se pronostica empeorará con el cambio climático. Para controlar plagas y garantizar la seguridad alimentaria se emplean insecticidas. Sin embargo, no es posible eliminar todos los insectos, ya que desempeñan labores fundamentales en la polinización de cultivos. La resistencia a los insecticidas es también un problema detectado en todos los insecticidas más importantes. Es más, el endurecimiento de la legislación referente a varios insecticidas fundamentales hace que su uso se vea limitado o directamente prohibido. Así pues, es necesario contar con insecticidas más ecológicos y selectivos a los que las plagas no sean resistentes. El proyecto nEUROSTRESSPEP abordó este reto mediante el desarrollo de nuevas proteínas miméticas pequeñas, con una función similar a las hormonas peptídicas de los insectos pero que interfieren en la capacidad de supervivencia de estos organismos. «Se pueden desarrollar como nuevos tipos de agentes de control de insectos respetuosos con el medio ambiente dirigidos contra grupos de insectos específicos, al tiempo que protegen a los beneficiosos y no crean resistencia», afirma Shireen Davies, coordinadora del proyecto. El consorcio compuesto por catorce miembros abarcó el espectro al completo desde el laboratorio de investigación hasta las pruebas de campo e implicó a ecólogos, entomólogos, bioquímicos, químicos, neurocientíficos, fisiólogos, empresas privadas e investigadores traslacionales. Además, el entorno comercial académico respaldó la investigación competitiva europea y facilitó relaciones de colaboración entre miembros del consorcio y otras partes interesadas.

Una imitación de los neuropéptidos de los insectos

Al igual que los humanos, los insectos controlan sus procesos fisiológicos mediante péptidos sanguíneos, si bien los suyos pueden ser muy distintos a los de los humanos. Muchos de ellos están compuestos por cadenas cortas de aminoácidos denominados neuropéptidos, si bien no todos los insectos se valen de las mismas señales. nEUROSTRESSPEP exploró los genomas de insectos para identificar neuropéptidos con características compartidas con las plagas agrícolas, pero que no se presentan en otros insectos beneficiosos, como las abejas melíferas. Así, se formó la base sobre la que diseñar péptidos nuevos que imitan la estructura de estas hormonas. Los socios del proyecto recopilaron más de 6 000 secuencias de péptidos del 97 % de las especies de insectos para identificar especificidades a escala de orden y especie de los neuropéptidos y desarrollaron la nueva base de datos de investigación sobre neuropéptidos entomológicos DINeR, de acceso libre. También utilizaron tecnologías ómicas de vanguardia para anticipar e identificar con precisión y exhaustividad todos los neuropéptidos bioactivos en plagas de insectos, insectos beneficiosos y especies de insectos invasoras. Además, el equipo ejecutó varios estudios funcionales en veinte especies de insecto como la manipulación de la expresión génica de neuropéptidos en varias familias de estas moléculas. De esta forma, se confirmaron varios neuropéptidos específicos como candidatos excelentes para ejercer de agentes biocontroladores de especies u órdenes específicos de insectos. «También diseñaron, sintetizaron y probaron más de 150 análogos de neuropéptidos para comprobar su capacidad para reducir la supervivencia de los insectos y ejecutaron ensayos con los que determinar los análogos más selectivos y bioactivos», explica Davies.

Múltiples beneficios para las partes interesadas

nEUROSTRESSPEP ofrece un método eficaz y rentable de control de plagas de insectos, al tiempo que protege la salud humana y conserva con mayor efectividad los limitados recursos naturales. De este modo, aumentará la productividad agrícola, mejorará la calidad de los alimentos y se protegerá la seguridad alimentaria. Los miembros del proyecto comunicarán esta tecnología innovadora a la cadena agroalimentaria al completo, esto es, agricultores y productores, empresas agroquímicas, la comunidad científica, grupos de consumidores, organizaciones no gubernamentales, entes normativos y los medios de comunicación. Todo ello contribuirá a aprovechar al máximo los resultados y los beneficios del proyecto.

Palabras clave

nEUROSTRESSPEP, péptidos, insecticida, plagas, abejas, seguridad alimentaria, expresión génica

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