Ir al contenido principal

La resistencia a las toxinas Bt estarían asociadas a dos aminopeptidasas

Hace unos pocos días hablamos de la aparición de insectos resistentes a las toxinas Bt producidas por el algodón transgénico en China. Sin embargo, hasta ahora no se sabe exactamente cómo se da esta resistencia, qué genes están involucrados y que cambios fisiológicos le producen al insecto. Un par de investigadores del Departamento de Entomología de la Universidad de Cornell estudiaron la resistencia a la toxina Bt Cry1Ac en el gusano medidor del repollo (Trichoplusia ni) y encontraron que una alteración diferencial en la expresión de dos aminopeptidasas N del tracto digestivo de las larvas estaba involucrado en este proceso. Los resultados fueron publicados hoy en PNAS.

T_ni

Las toxinas Bt son extraídas de una bacteria que vive en los suelos llamada Bacillus thuringiensis. Estas toxinas proteicas son codificadas por los genes Cry y tienen la capacidad de matar a un gran número de especies de insectos diferentes. Es por esta razón que tiene una gran importancia dentro del campo de la agricultura ya que es usado como un biopesticida muy efectivo. Gracias a la biotecnología, se ha podido aislar este gen e introducirlo en plantas como el algodón, el maíz o la soya, para producir plantas capaces de generar la toxina Bt por sí mismas, adquiriendo así una resistencia innata a las plagas.

Las toxinas Bt expresadas por las plantas transgénicas entran al tracto digestivo de los insectos quienes despreocupadamente devoran sus hojas. Una vez dentro, las toxinas son activadas por las proteasas digestivas del propio insecto y penetran las células del tejido epitelial del intestino, gracias a su afinidad por la cadherina (una proteína de membrana), provocando una lisis celular y causando la muerte del insecto.

Debido a las malas prácticas agronómicas (Ej.: la ausencia de refugios no transgénicos en los campos de cultivo de plantas Bt o el uso de plantas con una sola toxina Bt) se han reportado la aparición de insectos resistentes en algunos campos de cultivo del mundo, principalmente en Asia. Por otro lado, también se han desarrollado y seleccionado cepas de insectos resistentes en el laboratorio con el fin de estudiar los mecanismos involucrados con la tolerancia a las toxinas. Entre las principales estrategias tenemos: la alteración de las proteasas digestivas del intestino medio de los insectos, la reducción de la permeabilidad de la membrana celular del epitelio intestinal o la mutación de los transportadores ABC.

Sin embargo, no se sabe si los mecanismos de resistencia obtenidos en el laboratorio representen acertadamente lo que ocurre en la naturaleza ya que hasta ahora no se han estudiado a fondo los casos de resistencia que han evolucionado en los campos de cultivo. Tiewsiri & Wang estudiaron la resistencia adquirida a la toxina Bt Cry1Ac por Trichoplusia ni.

APNgenesAl analizar y comparar las proteínas presentes en las células epiteliales del intestino medio de los T. nu susceptibles y resistentes a la toxina Bt observaron que dos aminopeptidasas N (APN1 y APN6) eran expresadas de diferente manera en cada una de las cepas. Usando la PCR cuantitativa se observó que los niveles de expresión de los genes apn1 y apn6 en los T. nu resistentes eran 40 veces inferiores y 39 veces superiores que en los T. nu susceptibles, respectivamente. A nivel de proteína, esto se traducía en 10 veces menos APN1 y 6 veces más APN6 en las cepas resistentes.

Los investigadores demostraron que los genes que codifican estas dos proteínas —apn1 y apn6— no se encontraban ligados. Esto quiere decir que se segregaban independientemente y que la reducción en los niveles de expresión de uno no estaba asociado al aumento de la expresión del otro. Los genes funcionaban independientemente y la resistencia no estaba asociada a la co-segregación de estos dos genes. Entonces, esto quiere decir que uno de los dos es el responsable de la resistencia.

Los investigadores observaron que la toxina Bt Cry1Ac se unía a la APN1 pero no a la APN6. Estudios previos han demostrado que la interacción de Cry1Ac con APN1 promueve la toxicidad en el intestino medio de los insectos ya que aumenta la concentración de la toxina cerca a las membranas celulares, facilitando su unión a la cadherina y su posterior ingreso a la célula. Entonces, las larvas resistentes tienen una menor cantidad de APN1, reduciendo así su biodisponibilidad para unirse con la cadherina. Sin embargo, para compensar la carencia de APN1, los niveles de otra aminopeptidasa como la APN6 deben incrementarse.

Por ahora aún falta investigar que factores están involucrados en la expresión diferencial de estas dos aminopeptidasas, pero este estudio nos da una clave importante de cómo se da la resistencia a las toxinas Bt en este insecto y tal vez pueda ser extrapolado a otras especies de plagas. Por otro lado, esta es tan sólo una de las tantas estrategias de tolerancia que pueden haber adquirido las plagas durante todos los años que vienen cultivándose las plantas Bt, es importante monitorear constantemente las poblaciones de plagas para ver si han adquirido algún tipo de resistencia o no. De aparecer una plaga resistente a las toxinas Bt sería una grave amenaza para la agricultura ya que todas las plantas transgénicas son genéticamente idénticas, no hay variabilidad genética en ellas que les permitan adaptarse y defenderse de enemigos más resistentes.


Referencia:

ResearchBlogging.orgKasorn Tiewsiri, & Ping Wang (2011). Differential alteration of two aminopeptidases N associated with resistance to Bacillus thuringiensis toxin Cry1Ac in cabbage looper Proceedings of the National Academy of Sciences. doi:10.1073/pnas.1102555108

Comentarios

Entradas más populares de este blog

15 años más de moratoria a los transgénicos

Ese es el nuevo proyecto de ley (PL 05622/2020-CR) presentado el pasado 25 de junio por el congresista Rolando Campos Villalobos de Acción Popular, el cual tiene por único objetivo ampliar por quince años la moratoria a los transgénicos establecida por la Ley N.º 29811, que vence en diciembre del próximo año. 

Para aclarar, la moratoria sólo se aplica a la liberación al ambiente, es decir, los cultivos transgénicos. Los importados para la alimentación humana o de animales (por ejemplo, el maíz amarillo duro y la soya), no están restringidos ni regulados hasta que se apruebe el RISBA. Tampoco se prohíbe la investigación con transgénicos, pero solo si se realiza en espacios confinados como laboratorios o invernaderos. ¿Cuál es el sustento para ampliar la moratoria?Para saberlo, analicemos la exposición de motivos. Ley de moratoria se sustenta en la necesidad de preservar el ambiente equilibrado del país, dado que existe una incertidumbre sobre los impactos que pueden producir los transgéni…

Cuatro generaciones de ratas son alimentadas con maíz transgénico y no les pasa nada

En toda conversación o debate sobre transgénicos, no falta alguien que dice que son perjudiciales para la salud. En muchos casos, la preocupación es sincera y con una explicación clara sobre el proceso regulatorio al que son sometidos estos productos para demostrar su inocuidad y seguridad, quedan tranquilos. Pero hay personas que, a pesar de la contundente evidencia sobre la seguridad de los transgénicos para el consumo humano, insisten en que esos estudios no sirven porque no se hacen evaluaciones a largo plazo.
Bueno, un reciente estudio publicado en Journal of Agricultural and Food Chemistry evalúa el efecto del consumo de un maíz transgénico (DBN9936), que posee el gen cry1Ab (resistencia a insectos) y epsps (tolerancia a glifosato), a lo largo de cuatro generaciones (F0, F1, F2 y F3). La finalidad fue ver si el consumo de maíz transgénico provoca algún efecto en la capacidad reproductiva de las ratas o en sus descendientes.
El experimento inició con 180 ratas divididos en tres gru…

¿Qué fue del estudio más grande sobre la seguridad de los transgénicos?

La tarde del 11 de noviembre de 2014, en un hotel londinense, se anuncia el lanzamiento de "Factor GMO", el experimento a largo plazo más extenso y detallado jamás realizado sobre un alimento transgénico y su plaguicida asociado.


Con un costo estimado de 25 millones de dólares, el estudio buscaba aportar —con una solidez sin precedentes— valiosa información para permitir a las autoridades reguladoras, los gobiernos y la población general, responder si es seguro el consumo de Organismos Genéticamente Modificados (OGM) o la exposición a su herbicida asociado en condiciones reales.

El experimento —que se llevaría a cabo en un laboratorio secreto en el territorio ruso para evitar cualquier injerencia externa— consistía en someter a 6.000 ratas de laboratorio a diversas dietas basadas en el maíz transgénico NK603 y su herbicida asociado (RoundUp), cuyo principio activo es el glifosato. Es similar al famoso estudio realizado Guilles-Eric Seralini, pero a mayor escala. Solo para re…