Científicos del Instituto de Biotecnología (IBt) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) recibieron la patente internacional de una de sus investigaciones basada en la creación de un bioinsecticida que combate la plaga de Spodoptera frugiperda o mejor conocido como el gusano cogollero que —entre otros cultivos— acaba con el maíz, el cual representa 40 por ciento de los cultivos en el país y que mundialmente provoca pérdidas económicas cercanas a los mil millones de dólares anuales.
Los doctores Mario Soberón y Alejandra Bravo de la Parra, pertenecientes al departamento de Microbiología Molecular del instituto, crearon el bioinsecticida que impide la proliferación de la plaga, además de ser biodegradable y sin efectos contaminantes al agua o al ambiente, cualidades que son mundialmente atractivas para su comercialización.
Investigación con visión en el campo
Las investigaciones se basaron en estudiar una bacteria llamada Bacillus thuringiensis, que se distingue por sintetizar unas proteínas que se encargan de controlar plagas en el campo desde hace más de 60 años, que son tóxicas para los insectos.
Mario Soberón y Alejandra Bravo han trabajado particularmente con insecticidas por más de 20 años y comentaron que durante el inicio de sus trabajos con las proteínas insecticidas, una de las preguntas básicas e importantes era entender el porqué estas proteínas son específicas al matar al insecto.
“Las proteínas son tóxicas en insectos pero no matan a todos, incluso en una misma familia de insectos, matan a un número restringido de especies”, comentó Mario Soberón.
Esta situación permitió a los especialistas estudiar cómo esta toxina interacciona con las membranas del gusano y así encontraron a nivel molecular las regiones de sus proteínas que interaccionan con las proteínas del animal.
“Nos llevó a caracterizar las proteínas del intestino de los insectos susceptibles que son importantes para la toxicidad y también las regiones de la toxina que tienen que ver con el reconocimiento de las proteínas”, indicó Mario Soberón.
El desarrollo de mutantes más potentes
De acuerdo con el especialista, el proceso de identificación de las regiones de la toxina fue largo, “comenzamos en 1996 y después de eso, buscamos mutantes que pudieran tener fenotipos interesantes, y al hacer este análisis encontramos algunas mutaciones que mejoraban la unión y la hacían más tóxica”.
Comentó que son las toxinas Cry1C y Cry1Ab del Bacillus thuringiensis las identificadas como útiles en el control de estas plagas, pero hay una necesidad de buscar y crear nuevas variantes que tengan mayor potencia y eficiencia en su mecanismo de acción.
Con base en esta necesidad, encontraron la región específica de la toxina que interacciona con el receptor y con el hallazgo se desarrollaron mutantes que mejoran la interacción e incrementan la toxicidad cien veces más.
A través de las nuevas y potentes variantes, se tiene la capacidad de exterminar de manera más eficiente al gusano, pues la bacteria utilizada puede controlar la plaga sin dañar otros organismos como humanos o plantas.
Alejandra Bravo explicó que la aplicación práctica directa de este estudio dio como resultado el desarrollo de un insecticida a base de una proteína que cuando sea ingerida por el insecto, perfore su intestino, y la aplicación más factible es que esta toxina pueda ser expresada en plantas.
“Al obtener esta patente, pudimos licenciarla a una compañía estadounidense cuyo interés principal es el maíz. Ellos desarrollan plantas transgénicas de maíz para el control de plagas”, comentó.
Con la colaboración de esta empresa que tiene la licencia para poder hacer estas plantas de maíz, expresarán estas toxinas mutantes con el propósito de proteger los cultivos de esta plaga (Spodoptera frugiperda).
Reconocimiento internacional
Al tratarse de una plaga que se encuentra sobre todo en zonas tropicales y afecta los cultivos a nivel mundial, los especialistas del IBt pensaron, desde el principio de sus investigaciones, en crear una patente internacional que involucra a países como Brasil, China y Estados Unidos.
La empresa estadounidense que ya tiene la licencia para trabajar con el proyecto tiene la posibilidad de hacer el bioinsecticida en presentación de spray, además de la posibilidad de reproducir la patente a través de las plantas transgénicas.
Los especialistas enfatizan que no solo aprenden de biología sino que proponen estrategias de control biológico en temas que son muy importantes en México.
El grupo de investigación está muy interesado en el estudio de la resistencia de los insectos y en el problema que representan, “los insectos pueden generar resistencia a toxinas que está siendo un problema en el campo”.
Con el estudio de los mecanismos de acción de las toxinas, existe la posibilidad de desarrollar estrategias con este tipo de resistencias, por lo que mantienen su enfoque de investigación en líneas afines.
