Comprender cómo los microorganismos patógenos infectan a los cultivos
A mediados del siglo XIX, el hongo patógeno «Phytophthora infestans», causante del tizón tardío de la patata, provocó hambrunas en Irlanda, afectó de manera significativa el suministro de alimentos y causó millones de muertes en todo el mundo. Pero estos incidentes no se circunscriben únicamente al pasado. De hecho, el cambio climático, está aumentando el riesgo de enfermedades en los principales cultivos, hasta el punto de que cada año se estima que se pierde cerca del 25 % de la producción debido a infecciones. Investigadores de todo el mundo trabajan para comprender mejor cómo los microorganismos patógenos infectan a los cultivos, con el fin de evitar que la historia se repita. Una de esas iniciativas es el proyecto financiado con fondos europeos PathEVome(se abrirá en una nueva ventana). «Sabemos que “Phytophthora” introduce proteínas de virulencia en las células vegetales para suprimir la inmunidad del hospedador y causar la enfermedad», comenta Paul Birch, coordinador del proyecto y catedrático de Ciencias Vegetales en la Universidad de Dundee y coordinador del proyecto. «Lo que aún no sabemos del todo es cómo ocurre». Los investigadores del proyecto, que fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), utilizaron técnicas de biología celular molecular punteras para identificar las rutas por las que microorganismos patógenos como «Phytophthora» secretan proteínas de virulencia y cómo estas son introducidas en las células vegetales. «Si logramos comprender los mecanismos de administración, podremos buscar o diseñar métodos para bloquear la transferencia de las proteínas de virulencia», agrega Birch. Las proteínas de virulencia son moléculas especializadas producidas por microorganismos patógenos (bacterias, virus, oomicetos y hongos) que les permiten infectar al hospedador, evadir sus defensas inmunitarias y causar enfermedades.
Cuatro descubrimientos sobre los mecanismos de infección patógena en plantas
Durante el proyecto, los investigadores hicieron cuatro descubrimientos importantes. En primer lugar, observaron que las proteínas de virulencia de Phytophthora que se introducen en las células vegetales se secretan a través de una ruta no convencional que evita el aparato de Golgi, donde las proteínas suelen modificarse, clasificarse y empaquetarse para su transporte hacia su destino. Es más, se demostró que, para ello, las proteínas de virulencia son procesadas por proteasas, lo que les permite ser enviadas a la ruta de secreción no convencional. En el proyecto también se descubrió que las proteínas de virulencia se empaquetan en vesículas extracelulares para su transferencia entre los microorganismos patógenos y las células vegetales, y que son internalizadas por endocitosis. «Cada uno de estos hallazgos es de aplicación general, sobre todo en el caso de hongos y oomicetos patógenos de plantas, por lo que podrían fundamentar el desarrollo de estrategias para prevenir la infección», concluye Birch. Para contribuir a materializar esa posibilidad, los investigadores del proyecto examinan ya métodos para bloquear la ruta que los microorganismos patógenos emplean para transferir proteínas de virulencia, alterar el funcionamiento de las proteasas e inhibir la ruta empleada para acceder a las células vegetales. Cinco de los investigadores noveles del proyecto ya trabajan en estas cuestiones. Es más, dos de ellos han establecido sus propios grupos de investigación especializados.
