Una nueva generación de nanopartículas pone coto a los virus agrícolas transmitidos por los pulgones. Estos elementos logran reducir a la mitad el número de contagios a las plantas y se plantean como una alternativa al uso de insecticidas químicos en la agricultura.
Las nuevas nanopartículas, desarrolladas por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) son similares los virus, pero no matan a los pulgones. Mediante una acción indirecta, dificultan que los insectos transporten los virus a través del cultivo y propaguen el foco de la enfermedad.
Las infecciones vegetales provocadas por virus transmitidos por pulgones representan una importante causa de pérdidas agrícolas. Estos insectos pueden transportar patógenos entre plantas de numerosos cultivos, desde hortalizas hasta árboles frutales, y los métodos tradicionales de control presentan dificultades para frenar su propagación.
Descritas en la revista Annals of Applied Biology, estas nanopartículas constituyen una estrategia respetuosa con el medio ambiente y con la propia producción agrícola para controlar enfermedades de origen viral.
Cómo impiden las nanopartículas que los virus se adhieran a los pulgones
Las nanopartículas funcionan como un señuelo molecular que bloquea el mecanismo con el que estos patógenos se adhieren al insecto. Son similares a los virus y se obtienen a partir de componentes virales que carecen de ácido nucleico y, por tanto, no son infecciosos.
La función de estas estructuras consiste en adherirse al aparato bucal del pulgón y ocupar los mismos puntos de unión que utilizan determinados virus para fijarse al insecto. De esta manera, dificultan que los patógenos puedan adherirse y ser transportados posteriormente hasta otra planta.
El trabajo ha sido realizado por el grupo Insectos Vectores de Patógenos de Plantas del Instituto de Ciencias Agrarias del CSIC, dirigido por Alberto Fereres, en colaboración con el equipo del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, liderado por Fernando Ponz.
La principal novedad del método es que no pretende eliminar los pulgones, sino impedir que actúen como transmisores de enfermedades vegetales. Para ello, interviene directamente sobre el mecanismo que permite a los virus utilizar el aparato bucal de estos insectos como vía de transporte.
Hasta un 50 % menos de transmisión de virus agrícolas
Los investigadores comprobaron la eficacia de esta estrategia mediante ensayos con diferentes virus vegetales. La adquisición previa de las nanopartículas señuelo por los pulgones redujo aproximadamente a la mitad la transmisión del virus del mosaico del nabo y del virus del mosaico amarillo del calabacín. También se observó una disminución en la transmisión del virus del mosaico del pepino.
Uno de los resultados más relevantes es que una nanopartícula desarrollada a partir de un virus puede interferir en la transmisión de otros patógenos diferentes. Este hallazgo sugiere que distintos virus podrían compartir zonas de unión próximas en el aparato bucal de los pulgones.
Esta posibilidad abre la puerta a desarrollar estrategias de protección vegetal que no estén limitadas a un único virus, sino que puedan actuar frente a varios patógenos transmitidos por estos insectos.
Una alternativa a los insecticidas para proteger los cultivos
La transmisión de virus por pulgones resulta especialmente difícil de controlar porque muchos de estos patógenos se transmiten de manera no persistente. Esto significa que no necesitan infectar previamente al insecto para pasar de una planta a otra.
El proceso puede producirse en cuestión de segundos o minutos: cuando el pulgón se alimenta de una planta infectada, el virus se adhiere a su aparato bucal y puede transmitirse durante las primeras picaduras que realiza en otra planta.
Esta rapidez limita la eficacia de los métodos tradicionales de control químico y biológico. Cuando los insecticidas actúan sobre los pulgones, los virus pueden haber sido transmitidos ya a otras plantas.
La tecnología desarrollada por el CSIC pretende intervenir precisamente en ese momento, bloqueando la unión entre el patógeno y el insecto antes de que se produzca la transmisión.
Las nanopartículas podrían aplicarse mediante pulverización en los cultivos
Los investigadores plantean dos posibles vías para llevar esta tecnología al ámbito agrícola. Una consiste en producir las nanopartículas directamente en plantas diseñadas para expresarlas de forma estable. La otra posibilidad es aplicarlas sobre los cultivos mediante pulverización.
Ambas alternativas buscan que los pulgones entren en contacto con las nanopartículas antes de transmitir los virus durante sus primeras picaduras.
El desarrollo resulta especialmente interesante por la dificultad que existe para controlar las infecciones causadas por virus transmitidos de manera no persistente. Hasta ahora, la rapidez con la que estos patógenos pasan de una planta a otra había limitado las posibilidades de desarrollar métodos eficaces para bloquear su propagación.
Ante el potencial de esta tecnología, el CSIC ha solicitado una patente europea para proteger el procedimiento y facilitar el desarrollo de nuevas aplicaciones destinadas a combatir las enfermedades virales de los cultivos.
