¿Es el CRISPR/Cas9 una solución viable para el control de plagas?

En mi artículo “Un avance revolucionario en biotecnología y el futuro de la industria frutícola” describí la tecnología de edición génica de precisión, llamada CRISPR/Cas9 (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas, por sus siglas en inglés) y sus aplicaciones en el mejoramiento de plantas. Aquí, quisiera cubrir cómo la tecnología CRISPR/Cas9 ha sido reorientada como un sistema de transporte de genes que puede transformarse en una solución viable para el control de plagas de insectos en cultivos.

El proceso de transporte de genes

¿Qué es el proceso de transporte de genes mediante CRISPR/Cas9 y cómo puede ser usado para el control de plagas?

El transporte de genes es un término que describe un proceso en el cual un gen en particular o un elemento genético, se propaga de forma más rápida de lo que se esperaría, de acuerdo a los principios genéticos, en una población que se reproduce sexualmente.

Figura 1. Moscas adultas de Drosophila de ala manchada (A), genitales (B) y tejido reproductivo disecado (D) de un tipo de hembra salvaje, macho (WT), y mutantes homocigotos (M) para el gen sexual letal (Sxl) interrumpido mediante CRISPR/Cas9. Note que los mutantes desarrollaron un fenotipo intersexual con genitales anormales y ovarios anormales. (Gráfico: Kenong Xu)

El transporte de genes mediante CRISPR/Cas9 es un transporte diseñado genéticamente, que puede conducir a una propagación rápida de un gen alterado por CRISPR/Cas9 en una población objetivo.

Para el control de plagas, los genes implicados en la reproducción, el desarrollo, la alimentación, y/o el sistema inmunológico, son objetivos deseables. traducido por agriculturers.com. La visión es que la propagación rápida de las mutaciones creadas mediante CRISPR/Cas9 van a desvirtuar las tasas de reproducción, reducir la salud, o reestablecer la susceptibilidad a insecticidas en las poblaciones objetivo de insectos.

Sumado al control de plagas en la agricultura, la herramienta se ha planteado también para el control de vectores de enfermedades humanas y animales, como en el caso del uso de mosquitos con genes alterados mediante CRISPR/Cas9. De hecho, se han llevado a cabo más esfuerzos y puesto más recursos en esta área, para combatir enfermedades mortales como el dengue, la malaria y la fiebre Zika.

En la práctica, el diseño y la construcción de un transportador de genes mediante CRISPR/Cas9 es un proceso sencillo. Para la ingresar del transportador de genes en las células, se utiliza por lo general la inyección embrionaria. A través de una serie de selecciones en las generaciones siguientes, se identifican a los insectos que llevan el gen editado, y se someten a crianza. Al igual que muchos otros agentes de control biológico, se deben llevar a cabo pruebas de campo en un ambiente controlado, para evaluar los efectos deseados e indeseados. traducido por agriculturers.com. Antes de liberar estos insectos modificados genéticamente en granjas, campos, o huertos para el control de plagas, tienen que ser aprobados también por el gobierno, el que llevará a cabo una supervisión regulatoria exhaustiva.

El control de insectos mediante CRISPR/Cas9

¿Qué estudios han sido realizados para el control de plagas de insectos mediante CRISPR/Cas9?

Hasta ahora, varias de las principales plagas de insectos han sido investigadas para evaluar la factibilidad del uso de transportadores de genes mediante CRISPR/Cas9, que incluyen a Drosophila, polillas, escarabajos, saltamontes, y otros. El progreso ha sido motivante. Abajo hay dos ejemplos:

Drosophila de ala manchada (DAM) (Drosophila suzukii). En un estudio de prueba conceptual para el control de DAM, una plaga feroz de cultivos de bayas, basado en el transportador de genes, se tomó como objetivo el gen letal específico femenino (Sxl), el cual es un regulador dominante del desarrollo femenino. El estudio halló que ambos de sus alelos Sxl (copias del gen) son interrumpidos por CRISPR/Cas9, lo que provoca que las moscas hembra mueran en etapas tempranas de su crecimiento, debido al desarrollo anormal de sus sistemas reproductivos (Figura 1).

Figura 2. Larvas macho y hembra del tipo salvaje de la polilla de los diamantes y los mutantes del gen abdominal-A. Los cuadros y flechas en rojo indican la región de los testículos en machos, y los segmentos desordenados en mutantes respectivamente. (Gráfico: Kenong Xu)

Ya que la mayoría, si es que no todas, de las hembras que llevan el transportador de genes hecho mediante CRISPR/Cas9, se volverán homocigotos respecto del gen Sxl interrumpido, el número de moscas hembra decrecerá, lo que eventualmente llevará al colapso de la población.

La polilla de los diamantes (Plutella xylostella). El daño de la polilla de los diamantes en los cultivos crucíferos en un problema pujante en el mundo entero. traducido por agriculturers.com. Para explorar el control genético de la polilla de los diamantes, un gen de la polilla, llamado Abdominal-A, que juega un rol crucial en determinar la identidad y funcionalidad de los segmentos abdominales, fue escogido como objetivo mediante el sistema CRISPR/Cas9, con el fin de realizar otra prueba conceptual. El estudio demuestra que alterar el gen abdominal-A, condujo a una serie de defectos heredables, como prepatas anormales, y segmentos malformados tanto en larvas macho como hembra (Figura 2).

Tiempo de implementación

¿Cuán cerca estamos de ver una solución basada en genes transportadores mediante CRISPR/Cas9 para el control de plagas?

Como se mencionó anteriormente, se ha logrado un rápido progreso para crear una solución de este tipo. Desde un punto de vista técnico, la implementación podría ocurrir pronto. Sin embargo, considerando el tiempo necesario para conseguir la aprobación del gobierno y para la evaluación de los efectos indeseados en especies relacionadas, de forma de minimizar los riesgos ecológicos, podría tomar años el ver una aplicación comercial para el control de plagas.

traducido por agriculturers.com.

FUENTE

2 Comentarios

  1. Agustín Gómez

    Muy buen artículo, referente a una herramienta más para el MIP de “Drosophila suzukii”. Hay una imprecisión, cuando comentan que afecta principalmente a las “bayas”, debería de ser “frutillas” (traducción botánica correcta) o incluso dejar el anglicismo “berries”, el cual es muy usado en el medio. De igual manera, la larva de “Plutella xylostella” se le conoce comúnmente en Latino América como “Dorso de Diamante”.

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