Vía para lograr vacunas más eficaces para plantas sin modificar sus genes
CIENCIA AGRÍCOLA.
Se ha conseguido un avance clave hacia la creación de vacunas más eficaces con ARN para proteger de infecciones a las plantas sin tener que modificar sus genes.
Un campo agrícola. Foto: Arizona Water Science Center / USGS.
El logro es obra de un equipo que incluye a científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad Politécnica de Valencia), en España.
El equipo ha perfeccionado una técnica para producir múltiples fragmentos cortos de ARN diseñados para apagar uno o varios genes específicos en plantas sin provocar efectos secundarios. Esta tecnología usa un virus inofensivo como vehículo para llevar estas moléculas a las plantas rociándolas con un espray, silenciando los genes deseados sin necesidad de modificarlos, es decir, sin crear plantas transgénicas.
En concreto, el equipo del IBMCP ha conseguido mejorar la producción de syn-tasiRNAs, unos pequeños fragmentos de ARN que copian las instrucciones del ADN para que las células cumplan su función, diseñadas para apagar genes específicos en plantas. El uso de estas moléculas es limitado, porque se necesitan introducir en las plantas versiones largas de ARN para que puedan producir syn-tasiRNAs. Este equipo de investigación ya había utilizado una tecnología similar, que producía un único fragmento pequeño de ARN, en un estudio anterior, demostrando su utilidad y aplicaciones.
En el estudio publicado ahora, cuya primera firmante es Adriana E. Cisneros del IBMCP, se ha demostrado que es posible generar varios syn-tasiRNAs eficaces usando versiones de ARN mucho más cortas y simples. Al introducir estas versiones mínimas en plantas modelo como Arabidopsis thaliana y Nicotiana benthamiana, estas produjeron syn-tasiRNAs muy eficaces, capaces de apagar no uno, sino varios genes al mismo tiempo. “Hemos conseguido producir varios syn-tasiRNAs muy eficaces a partir de precursores de mínimo tamaño que apagan con gran eficacia y especificidad uno o varios genes de la planta sin provocar efectos secundarios”, resume Alberto Carbonell, investigador del CSIC y coautor del estudio.
Además, comprobaron que estas versiones mínimas funcionan cuando se introducen en la planta usando un virus, sin necesidad de modificarla genéticamente. “Aplicamos estas moléculas syn-tasiRNAs en modo espray mediante un virus inofensivo como vehículo, y logramos un silenciamiento generalizado y duradero de ciertos genes en las plantas sin necesidad de producir plantas transgénicas”, explica Carbonell.
A esta técnica la llaman syn-tasiR-VIGS. La usaron para vacunar plantas contra un virus dañino, logrando protegerlas completamente. “Así hemos vacunado eficazmente a las plantas contra el virus del bronceado del tomate con una única pulverización, bloqueando totalmente la infección y demostrando su potencial como plataforma antiviral ampliable y no transgénica”, asegura el científico del CSIC en el IBMCP. La técnica está en trámites de patentarse a nivel europeo.
Esta nueva tecnología tiene ventajas: mayor precisión y seguridad (produce moléculas que actúan de forma específica, sin causar efectos no deseados); no hay que modificar el ADN de la planta para producir los syn-tasiRNAs y silenciar los genes deseados; al reducir el tamaño de las moléculas precursoras se facilita su preparación y se abaratan costes; se podrían incluir syn-tasiRNAs contra varios genes o incluso contra distintos virus en una única aplicación, una vacuna multivirus; y tiene menor impacto ambiental y regulatorio, al no modificar genéticamente la planta ni usar virus peligrosos.
“Este tipo de tratamientos podría aplicarse en cultivos agrícolas para apagar de forma selectiva ciertos genes de la planta”, describe Carbonell. “Esto permitiría, por ejemplo, mejorar su rendimiento, hacerlas más resistentes al estrés ambiental, como la sequía o el calor, o facilitar su estudio en el laboratorio. También serviría para proteger a las plantas frente a patógenos como los virus o los hongos. En este caso, funcionaría como una nueva generación de vacunas vegetales: se aplicaría un extracto con un virus inofensivo que haría que la planta produjese moléculas de syn-tasiRNAs eficaces y específicas capaces de bloquear al patógeno y evitar así la infección”, asegura el investigador.
El estudio se titula “Syn-tasiR-VIGS: virus-based targeted RNAi in plants by synthetic trans-acting small interfering RNAs derived from minimal precursors”. Y se ha publicado en la revista académica Nucleic Acids Research. (Fuente: CSIC)
Sitio Fuente: NCYT de Amazings