En las próximas semanas, cuando las lluvias se intensifiquen, dos biólogos paulistas tienen previsto llevar a los naranjales los compuestos con los que han venido trabajando en los últimos años. Pretenden comprobar si, a cielo abierto, tienen un efecto protector contra la bacteria Xanthomonas citri subsp. citri, causante de la cancrosis de los cítricos, una antigua enfermedad de la citricultura brasileña, que aún pervive en alrededor del 20 % de las plantaciones de cítricos.
Los dos biólogos en cuestión son André Alexandrino, socio de la startup BionFarm, con sede en São Carlos [São Paulo], quien se propone evaluar los inhibidores que bloquean una enzima de la bacteria, sin la cual la enfermedad no puede prosperar, y Henrique Ferreira, de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en su campus de la ciudad de Rio Claro, quien llevará al campo distintos preparados elaborados a base de eugenol, un líquido oleoso de color marrón oscuro extraído del clavo de olor (Syzygium aromaticum). Ambos compuestos han mostrado buenos resultados en invernadero y son fruto de un trabajo integrado a cargo de universidades, empresas, inversores privados y citricultores.
La cancrosis de los cítricos es un problema mundial que causa manchas marrones en las hojas y frutos de todos los tipos de cítricos (naranjos, mandarinos y limoneros), aunque algunas variedades son más susceptibles que otras a la enfermedad. Otras especies de Xanthomonas provocan enfermedades en unas 400 especies de plantas, entre ellas las que producen uvas, maracuyás, tomates, repollos, brócolis y coliflores.
En Brasil, el cancro de los cítricos se combatió eliminando las plantas enfermas desde 1957, año en que se lo identificó en el país, hasta 2017, cuando la erradicación fue reemplazada por otros métodos de control de la enfermedad, tales como la plantación de ejemplares sanos y variedades más resistentes, el uso de cortavientos forestales y la destrucción de los frutos contaminados. La bacteria, que se propaga entre las plantas a través del agua de lluvia, también se combate con agrotóxicos a base de cobre, que no resuelven el problema totalmente.
“De momento, el precio de los pesticidas agrícolas elaborados a base de cobre es imbatible, pero nos estamos preparando para el momento en que los consumidores europeos ya no quieran comprar cítricos tratados con cobre”, comenta Ferreira, miembro del Centro de Investigaciones en Biología de Bacterias y Bacteriófagos, uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid) apoyados por la FAPESP. Si bien son eficientes, estos tipos de agrotóxicos pueden acumularse en el suelo y en las plantas.
Esta situación ya la vivió Ferreira a finales de 2021, cuando un exportador de limones orgánicos le solicitó una alternativa al hipoclorito de sodio (lejía o lavandina), que un comprador de Europa le exigía ya no utilizar para la limpieza de los frutos. En dos semanas, en la propia Unesp, probó y validó el efecto bactericida de una solución con un 5 % de eugenol, previamente aceptada por los importadores. La solución se adoptó de inmediato para la limpieza de los limones antes de empacarlos, tal como se describe en un artículo publicado en marzo de 2021 en la revista Food Processing and Preservation. Los resultados impulsaron la inclusión del eugenol entre los productos que estaba probando contra el cancro de los cítricos.
La persistencia de la enfermedad ha incentivado investigaciones en muchos países. Entre las más recientes, un grupo de la Universidad Dr. Panjabrao Deshmukh Krishi Vidyapeeth, en la India, dio a conocer en una publicación de septiembre de 2023 en la revista Journal of Plant Disease Sciences que el extracto de dos plantas utilizadas en la medicina tradicional de ese país, el grosellero de la India o amla (Emblica officinalis) y el babchi o cullen (Psoralea corylifolia), funcionó para eliminar X. citri en laboratorio. Un mes después, un equipo de la Universidad Agrícola del Sur de China presentó en la revista Journal of Agricultural and Food Chemistry ocho compuestos que inhibieron la enfermedad en las hojas de los cítricos.
Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESPHojas de naranjos con cancro cítrico, una antigua plaga de la citricultura mundialLéo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP
Un trabajo integrado
Según comenta Ferreira, el eugenol y otros aceites esenciales como el de orégano (Origanum vulgare) y el del llamado pasto limón (Cymbopogon spp.), que también presentaron buenos resultados en viveros, constituyen la segunda generación de compuestos que empezó a probar contra X. citri hace 15 años. El galato, derivado de un ácido que la planta utiliza contra el ataque de insectos, representa la primera generación y se mostró eficaz para detener la multiplicación bacteriana, según lo detalló en abril de 2015 en la revista Frontiers in Microbiology.
Además del galato, Ferreira desarrolló otros compuestos con colegas de dos universidades de los Países Bajos y trabaja en la fórmula con los especialistas de Santa Clara Agrociência, una empresa productora de defensivos químicos de Ribeirão Preto, en el interior del estado de São Paulo. “Contamos con más de 15 fórmulas probadas y homologadas en invernaderos en fase de estudios de factibilidad económica”, dice.
Optimista, Alexandrino afirma que los inhibidores enzimáticos podrían competir en precio con el cobre. La eficiencia de los dos tipos de compuestos se mostró equiparable en las pruebas realizadas en viveros, tal como lo publicó en mayo en la revista Microbiology Spectrum. Junto con su hermano Daniel, Alexandrino consiguió el apoyo de dos inversores y de un importante productor de cítricos que les cederá un área para realizar las pruebas.
El desarrollo de los inhibidores comenzó allá por 2009. En busca de proteínas de X. citri relevantes para la evolución de la enfermedad, la química y farmacéutica-bioquímica Maria Teresa Marques Novo Mansur, de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), encontró la enzima fosfomanosa isomerasa/GDP-manosa pirofosforilasa (GDP significa difosfato de guanosina), también conocida como XanB.
Esta enzima, descrita en 2017 en la revista Journal of Proteomics, interviene en la producción de goma xántica o xantano, que facilita la interacción de la bacteria con la planta. En su doctorado realizado en la UFSCar y culminado en 2020, Alexandrino estudió el gen que produce la XanB. “Mediante análisis genéticos y pruebas in vivo descubrimos que, sin esta enzima, la bacteria no podía causar la enfermedad en los cítricos”, relata Mansur.
Para diseñar las moléculas capaces de inhibir la enzima, la química Mariana Barcelos, del equipo de Mansur, se contactó con el químico Carlos Henrique Tomich Paula da Silva, de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (FCFRP-USP). En el transcurso de dos años y utilizando bases de datos moleculares y modelado por computadora, Tomich y Barcelos, quien realizaba una maestría con él, modelaron la estructura tridimensional de la enzima y hallaron los puntos de contacto con otras moléculas, los llamados sitios de unión.
A continuación, seleccionaron los cuatro inhibidores más prometedores, todos ellos derivados de carbohidratos ‒tres son amino azúcares y el otro es un glucósido fenólico‒, que bloquean la interacción de la bacteria con la planta. Como ya se producían comercialmente para otros propósitos, pudieron importarlos y Alexandrino los evaluó: “Ya tenemos unas 15 moléculas, pero no todas son viables, debido a sus costos de producción”.
Las pruebas de campo insumirán otros dos años. “La eficiencia de los nuevos compuestos tiende a ser menor que en los viveros, porque el viento y la lluvia facilitan el acceso de las bacterias a las plantas y el sol puede acelerar la degradación de los defensivos”, advierte el ingeniero agrónomo Franklin Behlau, del Fondo de Defensa de la Citricultura (Fundecitrus), quien participa en ambos estudios.
Si bien está satisfecho con los resultados obtenidos hasta ahora, Behlau se muestra preocupado en lo que se refiere a la eficiencia de los compuestos: “No sirve de nada actuar sobre las bacterias solamente aplicando los compuestos poco antes de que éstas se presenten. En el huerto, el efecto debe mantenerse durante varias semanas entre una y otra aplicación. Así lo hace el cobre, incluso con vientos y lluvias”.
Una vez concluidas las pruebas, de ser exitosas, se iniciarán las evaluaciones formales que exigen los organismos oficiales para el registro y la autorización de venta de los nuevos productos.
Este artículo salió publicado con el título “En busca de alternativas al cobre” en la edición impresa n° 344 de octubre de 2024.
Proyectos
1. Citricultura sostenible mediante la liberación controlada de compuestos antibacterianos partiendo de fórmulas a base de microgeles (no 21/10839-4); Modalidad Proyecto Temático, convenio con la Organización Neerlandesa para la Investigación Científica (NWO); Investigador responsable Henrique Ferreira (Unesp); Inversión R$ 2.962.257,89.
2. Centro de Investigación en Biología de Bacterias y Bacteriófagos (no 21/10577-0); Modalidad Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepid); Investigador responsable Shaker Chuck Farah (USP); Inversión R$ 28.895.915,64.
3. Análisis proteómico diferencial en Xanthomonas Proteínas y genes de interés biotecnológico (no 07/50910-2); Modalidad Programa Jóvenes Investigadores; Investigadora responsable Maria Teresa Marques Novo Mansur (UFSCar); Inversión R$ 990.036,24.
4. Análisis funcional de los genes xanB y xylA potencialmente implicados en la patogenicidad de Xanthomonas citri citri (no 20/05529-3); Modalidad Ayuda de Investigación – Regular; Investigadora responsable Maria Teresa Marques Novo Mansur (UFSCar); Inversión R$ 314.088,22.
5. Planificación y actividad biológica de inhibidores de la fosfomanosa isomerasa (PMI) de Xanthomonas para el tratamiento y la prevención del chancro cítrico (no 23/01921-4); Modalidad Ayuda de Investigación – Regular; Investigador responsable Carlos Henrique Tomich de Paula da Silva (USP); Inversión R$ 172.698,26.
Artículos científicos
ALEXANDRINO, A. V. et al. GDP-mannose pyrophosphorylase is an efficient target in Xanthomonas citri for citrus canker control. Microbiology Spectrum. v. 12, n. 6. 9 may. 2024.
BATTAGIN, T. S. et al. Syzygium aromaticum (clove) essential oil: An alternative for the sanitization of citrus fruit in packinghouses. Food Processing and Preservation. e15496. 27 mar. 2021.
CARNIELLI, C. M. et al. Xanthomonas citri subsp. citri surface proteome by 2D-Dige: Ferric enterobactin receptor and other outer membrane proteins potentially involved in citric host interaction. Journal of Proteomics. v. 151, p. 251-63. 16 ene. 2017.
KRÓL, E. et al. Antibacterial activity of alkyl gallates is a combination of direct targeting of FtsZ and permeabilization of bacterial membranes. Frontiers in Microbiology. v. 6. 28 abr. 2015.
MORE, K. K. et al. Evaluation of plant extracts against Xanthomonas citri causing citrus canker. Journal of Plant Disease Science. v. 18, n. 1. 8 ago. 2023.
WANG, X. et al. Innovative strategy for the control of citrus canker: Inhibitors targeting the type III secretion system of Xanthomonas citri Subsp. citri. Journal of Agricultural and Food Chemistry. v. 71, n. 43. 13 oct. 2023.
