Imprimir Republicar

Ciencia

Refuerzan defensas

Una proteína de la caña con acción fungicida puede ayudar a detener el avance de enfermedades humanas

eduardo cesar

El hongo Trichoderma: acción bloqueadaeduardo cesar

Al menos aparentemente, una planta no tiene forma de defenderse cuando sufre el ataque de un insecto. Con todo, una picadura en una hoja activa la producción de una serie de sustancias capaces de bloquear la acción de las enzimas digestivas del insecto, que más tarde puede incluso morir a causa de una indigestión. Y ahora se sabe que dichas sustancias tienen un efecto aún mayor.

Una proteína de defensa de la caña de azúcar (Saccharum officinalis), identificada por investigadores de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), se ha mostrado eficaz contra los hongos que atacan a la caña y a otras plantas de valor económico, de manera tal que, con el tiempo, puede llegar convertirse en un producto natural contra las plagas. La canacistatina, tal como es llamada, cuenta con posibilidades de ser utilizada en aplicaciones directas en salud humana, debido a que inhibe la acción de catepsinas, proteínas que participan del surgimiento o de la evolución de enfermedades tales como la osteoporosis, la artritis reumatoide y el mal de Alzheimer.

El descubrimiento de la canacistatina es producto del análisis de la función de alrededor de 50 mil genes secuenciados en el marco del Programa Genoma Caña o Sucest (por Sugar Cane EST, en referencia a la técnica utilizada, denominada etiquetas expresadas de secuenciamiento, o EST), concluido al final del año 2000. En São Carlos, el genetista Flávio Henrique da Silva y su alumna de doctorado Andréa Soares da Costa, que integraban uno de los 70 equipos de secuenciamiento y análisis de genes, llegaron a la proteína comparando genes -de la caña y de otras plantas- que participan de los mecanismos de defensa contra los hongos.

Inicialmente, Flávio Silva y Andréa Soares da Costa probaron la proteína contra una especie inofensiva de hongo filamentoso: el Trichoderma reesei, empleado industrialmente debido a que produce enzimas utilizadas en la fabricación de telas y papel. El Trichoderma fue elegido por haber sido el organismo utilizado en las pruebas de otra molécula de ese género descrita hace dos años: la orizacistatina I, hallada en el arroz (Oryza sativa). Desde un principio, la proteína de la caña exhibió una estructura similar a la del arroz, aplicada experimentalmente contra el gogojo Hypera postica, que ataca a la alfalfa (Mendicago sativa). Ésa era una señal de que las actividades también serían similares. De hecho, la canacistatina funcionó contra el Trichoderma.

En octubre, tan solo un mes después de que los resultados fueron publicados en Biochemical and Biophysical Research Communications, el equipo de São Carlos detectó que la proteína también actúa contra los dos géneros de hongos más comunes en la caña: el Fusarium y el Colletotrichum, hallados también en el café. Otros experimentos, realizados conjuntamente con José Odair Pereira, de la Fundación Universidad de Amazonas, mostraron el mismo efecto contra los hongos Colletotrichum, que también atacan al pejivalle (Bactris gasipaes), al guaraná y al cajú, plantas típicas de las regiones norte y nordeste de Brasil.

En la investigación aplicada a la salud humana, el equipo de la UFSCar y el grupo de Adriana Carmona, de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), demostraron que la canacistatina inhibe la acción de las catepsinas lisosomales, que al margen de su papel fisiológico normal, integran los procesos biológicos que ocasionan problemas tales como la osteoporosis, el cáncer, la distrofia muscular y enfermedades cardíacas. “Este descubrimiento puede tener una enorme aplicación en la medicina”, dice el investigador. Aún hay años de trabajo por delante, pero de allí ha surgido la posibilidad de emplear esa molécula en el desarrollo de nuevos medicamentos.

Una alternativa a los transgénicos
La canacistatina recibió ese nombre por dos razones: una que es específica de la caña, y la otra que es una cistatina, el grupo de moléculas que bloquean la acción de enzimas llamadas cisteínoproteasas. Los inhibidores de proteasas, como la canacistatina y la orizacistatina, son producidos más intensamente en las células de las hojas y raíces dañadas, e integran los mecanismos de defensa de las plantas contra el ataque de insectos o gusanos. Cuando son ingeridos por la larva Leptinotarsa decemlineata, por ejemplo, los inhibidores afectan las enzimas digestivas del insecto y alteran su crecimiento. Por esta razón, Silva cree que la proteína de la caña puede utilizarse como un insecticida natural -sería un camino en principio más viable y más rápido que desarrollar plantas transgénicas.

Flávio Silva aún no encontrado los límites de la acción de la canacistatina que descubrió con su grupo. “No cesan de aparecer nuevas aplicaciones”, dice el investigador, cuyo laboratorio integra el Centro de Biotecnología Molecular y Estructural (CBME), en el cual se realizan los estudios de caracterización de la proteína. Tras dominar el proceso de purificación de la proteína, obtenida en laboratorio en bacterias Escherichia coli a partir del gen de la caña, Silva trabaja ahora para ampliar la producción, y juntamente con José Abrahão Neto, de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de São Paulo (USP), intenta desarrollar formas más estables de la proteína, que resistan a las variaciones de temperatura.

En uno de los trabajos que se realizarán conjuntamente con el laboratorio de São Carlos, un equipo de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Río Claro probará la acción de la canacistatina en la eliminación de los hongos existentes en el fondo de los hormigueros, que sirven de alimento a las hormigas obreras (las reinas se alimentan de jalea real). Silva no arriesga un vaticinio sobre los resultados de ese estudio, que estaría concluido a mediados de este año, pero ya hay una cosa cierta: los descubrimientos sobre la caña de azúcar ya no se limitan a alterar y explicar la vida de esa planta únicamente.

El Proyecto
Secuenciamiento de ESTs (etiquetas de secuencias expresadas) de Caña de azúcar
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordenador
Flávio Henrique da Silva – UFSCar
Inversión
R$ 598.439,12

Republicar