El químico recién descubierto es un asesino altamente específico de gusanos parásitos

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Los animales más abundantes en las granjas, y de hecho en todas partes de la tierra, son gusanos microscópicos llamados nematodos. Algunos tipos benefician al suelo, pero otros parasitan los cultivos y causan más de 100 000 millones de dólares en pérdidas en todo el mundo cada año. Aunque los pesticidas pueden deshacerse de los nematodos dañinos, infligen daños colaterales a otras formas de vida.

Ahora, los investigadores han descubierto una nueva sustancia química que mata selectivamente a los nematodos dañinos con un riesgo mucho menor de toxicidad para los humanos y otras criaturas. «Esto es realmente único», dice el parasitólogo Tim Geary de la Universidad McGill y la Universidad Queen’s de Belfast, que no participó. “Podría ofrecer una forma de mejorar el control de las plagas de los cultivos”.

Los agricultores tratan de prevenir el daño de los nematodos de varias maneras. La rotación de cultivos, la esterilización del suelo con láminas de plástico y la siembra de variedades de cultivos resistentes a los nematodos pueden ayudar a controlar el problema, pero la solución más efectiva es tratar los campos con pesticidas. Sin embargo, la mayoría de los productos químicos ampliamente utilizados que se sabe que matan a los nematodos han sido prohibidos debido a su toxicidad para los humanos y la vida silvestre. En 2004, los fabricantes de productos químicos comenzaron a eliminar el bromuro de metilo, otro químico ampliamente utilizado para fumigar suelos, porque daña la capa de ozono de la Tierra. Desde entonces, las empresas químicas han desarrollado varios pesticidas nuevos y más seguros para los nematodos.

El último candidato proviene del laboratorio de Peter Roy, genetista químico de la Universidad de Toronto (U of T). En los últimos años, él y sus colegas han evaluado alrededor de 100 000 moléculas pequeñas para ver si matan Caenorhabditis elegans, un nematodo inofensivo cuya biología es bien conocida por los científicos. Si el laboratorio identifica una sustancia química letal para C. elegans, Andrew Burns, genetista bioquímico de la U of T, y sus colegas verifican si también daña otros tipos de organismos, como hongos, insectos y ratones. “No estamos interesados ​​en productos químicos que van a matarlo todo”, dice.

En 2016, un compuesto que pasó esas pruebas captó el interés de Burns. Su estructura química se asemejaba a un fármaco llamado levamisol, que se usa para tratar el ganado infectado con nematodos parásitos, pero el compuesto tenía efectos diferentes sobre los gusanos. El levamisol los paraliza, mientras que la pequeña molécula recién descubierta, denominada selectivina, los mata por completo.

Otros experimentos revelaron los métodos letales de la selectivina. Una vez que el cuerpo del nematodo lo absorbe, el gusano lo modifica con enzimas, llamadas citocromo P450, que en muchos organismos desintoxican las moléculas extrañas. Pero por alguna razón, la versión nematoda del citocromo P450 convierte la selectivina en una sustancia química tóxica. “Ese fue el primer momento de sorpresa para mí”, dice Burns. El citocromo P450 necesita oxígeno para funcionar, por lo que Burns planteó la hipótesis de que las selectivinas podrían ser buenas para matar nematodos que viven en el suelo, donde abunda el oxígeno.

Esta «bioactivación» de los productos químicos no ocurrió en otros tipos de organismos probados, quizás porque sus versiones del citocromo P450 lo tratan de manera segura, lo que sugiere que no sería tóxico para los humanos, la vida silvestre y los microorganismos del suelo. Una molécula estructuralmente similar incluso deja algunos nematodos beneficiosos ilesos, como Phasmarhabditis hermafrodita, que mata babosas y caracoles que de otro modo se comerían los cultivos. Algunos agricultores también liberan ciertos tipos de nematodos beneficiosos para controlar las plagas de insectos, que los gusanos infectan y matan.

Un nuevo pesticida que deje ilesos a estos nematodos beneficiosos mientras mata a los nematodos que parasitan las plantas sería de gran ayuda, dice Charles Opperman, nematólogo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. «Realmente proporcionaría más opciones para que los productores mantengan la salud del suelo».

A continuación, el equipo colaboró ​​con investigadores del Departamento de Agricultura de EE. UU. para probar la selectividad contra un nematodo notorio y nefasto, Meloidogyne incógnita, que infecta muchos tipos de cultivos. En pruebas con plantas de tomate de invernadero, la selectivina controló los nematodos tan bien o ligeramente mejor que los pesticidas existentesinforman los investigadores en Naturaleza.

Otra ventaja de la selectivina es que puede ser más económica de fabricar que los pesticidas existentes que se usan contra los nematodos. Solo se requieren dos solventes baratos y las reacciones químicas necesarias podrían completarse sin catalizadores costosos o altas temperaturas. “El hecho de que sea relativamente económico de fabricar podría ser un gran problema”, dice Opperman.

Todavía queda un largo camino por recorrer antes de que el nuevo químico esté disponible para los agricultores: la mayoría de los pesticidas requieren 10 años de experimentación y $250 millones o más para garantizar la eficacia y la seguridad antes de llegar al mercado. Sin embargo, el desafío no ha disuadido a Roy, que está ansioso por encontrar socios comerciales que ayuden a impulsar el desarrollo del fármaco.

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