Posibles tratamientos para el enverdecimiento de los cítricos

A lo largo de 40 años, la bióloga Sharon Long se ha convertido en una experta en bacterias simbióticas que ayudan al crecimiento de la alfalfa.

Ha publicado más de 150 artículos sobre este tema, pero cuando se dio cuenta de que las décadas de investigación altamente enfocadas de su laboratorio podrían contribuir a una solución para el enverdecimiento de los cítricos, una enfermedad que devasta los cultivos de cítricos, se sintió inspirada a ir en una nueva dirección.

«Estoy a solo dos generaciones de una granja, y leí sobre los granjeros de cítricos que pierden su sustento y sus tierras, y por lo tanto también pierden generaciones de tradición familiar», dijo Long, quien es William C. Steere, Jr. – Pfizer Inc. Profesor de Ciencias Biológicas en la Facultad de Humanidades y Ciencias. «Decidimos redirigir nuestros esfuerzos para trabajar en este problema porque queríamos hacer una diferencia».

Ese riesgo valió la pena con una nueva forma de encontrar posibles tratamientos para la enfermedad y una breve lista de 130 compuestos para explorar más a fondo. Los detalles del sistema y sus proyecciones se publicaron el 19 de agosto en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias .

«Lo que hemos completado es solo una pequeña parte de lo que hay que hacer», dijo Melanie Barnett, investigadora principal en el laboratorio Long y autora principal del artículo. «Está más allá de nuestra experiencia perseguir estos hallazgos al nivel necesario para la aplicación en el mundo real, pero es un paso para los investigadores que pueden dar los siguientes pasos».

Décadas de conocimiento

El enverdecimiento de los cítricos ha devastado la industria de los cítricos en Florida y se encuentra en muchas de las regiones productoras de cítricos del país. Incluso con una alta vigilancia, la enfermedad se está extendiendo, y para cuando aparecen los síntomas de la infección bacteriana letal, es demasiado tarde: las plantas, con hojas moteadas y frutos feos con un jugo desagradablemente amargo, deben ser arrancadas de raíz y destruidas.

Un tratamiento cada vez más común para la infección es rociar huertos enteros con antibióticos, que es un procedimiento arriesgado que podría permitir que emerjan y se propaguen bacterias resistentes a los medicamentos .

A pesar de su devastación, el enverdecimiento de los cítricos ha sido difícil de estudiar para los investigadores. La bacteria que causa la enfermedad, Liberibacter asiaticus, no crecerá en un laboratorio, y el estudio de plantas infectadas solo es posible en algunos lugares altamente protegidos y sellados en los EE. UU. Algunos investigadores han recurrido a un pariente bacteriano cercano, pero menos dañino para encontrar respuestas Pero el laboratorio Long se dio cuenta de que podían abordar el problema al enfocarse en un pariente más distante: Sinorhizobium meliloti, que se asocia con ciertas plantas, lo que les permite crecer sin fertilizantes nitrogenados.

«Hemos estado trabajando en esta bacteria durante 40 años y hemos desarrollado herramientas que permiten realizar estudios genéticos muy detallados», dijo Long. «Eso proporciona una plataforma experimental que no es posible al trabajar directamente en este patógeno o incluso en sus parientes cercanos».

Los investigadores comenzaron introduciendo genes de la bacteria de enverdecimiento de los cítricos en su familiar célula de S. meliloti. Cada uno de esos genes codifica una proteína que los científicos creen que regula aspectos de la infección.

Luego, diseñaron las bacterias para que cuando esas proteínas críticas para la infección estuvieran activas, las bacterias brillaran de color verde con cierta luz. Con esta configuración, si exponían la bacteria a un químico que inhibe las proteínas, y tal vez también disminuye la capacidad de las bacterias para infectar los cítricos, la célula se volvería visiblemente menos verde.

Esta señal visual permitió detectar más de 120,000 compuestos diferentes con la ayuda del Centro de Biociencia de Alto Rendimiento de Stanford. Esa pantalla identificó 130 compuestos que atenuaron el brillo verde de las células sin afectar su crecimiento.

«Nuestro sistema nos permitió encontrar inhibidores muy específicos que no dañan las bacterias beneficiosas», explicó Long. «Tales inhibidores serían una gran mejora en comparación con la pulverización ambiental de antibióticos generales».

Más allá de estudiar los 130 compuestos, el grupo dijo que otros investigadores ahora podrían probar productos químicos adicionales con el sistema que idearon, o examinar diferentes genes.

«Con este sistema, cualquier gen de este patógeno o patógenos estrechamente relacionados se puede analizar de forma muy controlada y muy eficiente», dijo Barnett. «Los años de investigación que se han dedicado a estudiar y trabajar con Sinorhizobium ahora pueden ahorrar años de tiempo que otros habrían dedicado a desarrollar un sistema de este tipo desde cero».

Hacer una diferencia

Para Long y Barnett, este esfuerzo tuvo un significado personal. Long es un nativo de Texas cuyos abuelos crecieron en granjas y cuya tía era de una ciudad en el Valle del Río Grande conocida por su industria de cítricos. Ella financió los primeros meses de esta investigación con sus propios ahorros. Dos de los bisabuelos de Barnett eran dueños de una granja de trigo en Colfax, Washington, antes de mudarse a California. Otro grupo se mudó a California desde Arkansas en 1920 y trabajó como trabajadores agrícolas migrantes en todo el estado, a menudo en la industria de los cítricos. Barnett creció en el sur de California, donde la enfermedad de enverdecimiento de los cítricos se descubrió por primera vez en 2012.

«Ser capaces de mantenernos a nosotros mismos es gratificante. También es importante para nuestro bienestar y para nuestra seguridad nacional», dijo Barnett. «La mayoría de los cítricos que se comen sin control provienen de California y siento mucho orgullo y gratitud de un estado que alimenta al país».

Además de alentar un mayor trabajo en sus compuestos candidatos y con su sistema de selección, Long y Barnett terminaron su trabajo con un llamado a la acción. Instan a otros investigadores a seguir su ejemplo y salir de sus zonas de confort para contribuir con lo que puedan a la crisis del enverdecimiento de los cítricos . El equipo ha donado toda la información y materiales al dominio público para alentar a tantos investigadores como sea posible a usar este sistema.

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