Científicos del Campus de Palencia demuestran el éxito de las vacunas de ARN para curar árboles enfermos

Palencia

Un equipo de investigadores de la Universidad de Valladolid en el Campus de Palencia logra un avance significativo en la lucha contra el chancro resinoso del pino, una devastadora enfermedad causada por el hongo Fusarium circinatum. Por primera vez, los científicos han conseguido demostrar que la técnica del ARN interferente (RNAi) puede ser utilizada eficazmente para controlar esta patología, marcando un hito en la protección de los bosques de pino y la sostenibilidad forestal.

El estudio, recientemente publicado en la revista Plant Disease, describe cómo el equipo de investigación empleó la tecnología RNAi para silenciar genes específicos del hongo Fusarium circinatum, lo que resultó en una notable reducción de su capacidad patogénica. Esta estrategia innovadora no solo ofrece un método más ecológico y específico para controlar la enfermedad, sino que también presenta una alternativa prometedora frente a los métodos tradicionales, como el uso de fungicidas, que pueden tener impactos ambientales negativos.

El avance logrado por el equipo de Plagas y Enfermedades Forestales del Campus de Palencia coordinado por el catedrático Julio Javier Diez Casero representa un cambio de paradigma en la forma de enfrentar esta enfermedad. Utilizando la técnica de RNAi, los investigadores han encontrado una forma de "apagar" genes específicos dentro del hongo Fusarium circinatum, reduciendo su capacidad para infectar y matar a los árboles de pino. Este método, en cierta parte similar al mecanismo utilizado en las vacunas de ARN para entrenar al sistema inmunológico humano a combatir virus como el SARS-CoV-2, actúa directamente sobre los procesos genéticos del patógeno, interfiriendo en su desarrollo y virulencia. Tras su aplicación, el hongo pierde su agresividad temporalmente reduciendo su capacidad para producir daños, por lo que el árbol puede aprovechar para recuperarse y seguir creciendo.

Fusarium circinatum es conocido por causar el chancro resinoso, una enfermedad que afecta gravemente a diversas especies de pino, provocando importantes pérdidas económicas en el sector forestal. Hasta ahora, el manejo de esta enfermedad ha sido un desafío debido a la limitada eficacia de las estrategias de control convencionales y la alta adaptabilidad del hongo a diferentes condiciones ambientales. En este estudio los científicos han demostrado que la técnica de interferencia por ARN (RNAi) puede ser utilizada eficazmente para controlar este mal, utilizando un enfoque que comparte principios fundamentales con las vacunas de ARN que han sido clave en la lucha contra la COVID-19.

"El RNAi funciona de manera similar a las vacunas de ARN, pero en lugar de enseñar a un organismo a combatir una enfermedad, bloquea directamente los genes responsables de la patogenicidad en el hongo," según explica Julio Diez. “Esta tecnología nos permite atacar al Fusarium circinatum de una manera extremadamente precisa, minimizando los impactos negativos en el entorno.”

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El RNAi, o interferencia por ARN, es un proceso biológico en el que pequeñas moléculas de ARN (Acido Ribonucleico) se unen a secuencias específicas de ARN mensajero (ARNm) dentro de un organismo, impidiendo su traducción en proteínas. En el contexto del estudio, los investigadores introdujeron ARN sintético en las células del hongo, dirigido contra genes clave que son esenciales para su supervivencia y capacidad de causar enfermedad. Al bloquear la producción de estas proteínas, el hongo pierde su capacidad para infectar eficazmente a los pinos.

El hongo Fusarium circinatum es el agente causante del chancro resinoso, una enfermedad que afecta a varias especies de pino, generando enormes pérdidas económicas en la industria forestal y poniendo en peligro ecosistemas enteros. Esta enfermedad se caracteriza por la formación de chancros en los troncos y ramas, lo que resulta en la producción de resina y la eventual muerte del árbol. Fusarium circinatum es un hongo especialmente dañino debido a su capacidad para dispersarse rápidamente a través de semillas, plántulas y el viento, lo que dificulta su control y erradicación.

Hasta la fecha, las estrategias convencionales para combatir el chancro resinoso se han centrado en el uso de fungicidas y medidas de cuarentena, las cuales, aunque efectivas en cierta medida, no han logrado detener la propagación de la enfermedad. Además, el uso intensivo de fungicidas conlleva preocupaciones ambientales, como la contaminación del suelo y del agua, y la posible aparición de cepas de hongos resistentes. Las técnicas del ARN interferente son altamente específicas e inocuas, al presentar una alta selectividad al tener como objetivo genes específicos que solo posee el patógeno.

El estudio mostró que al aplicar RNAi contra Fusarium circinatum, la virulencia del hongo se redujo de manera significativa. Las pruebas realizadas en condiciones controladas demostraron que los árboles de pino tratados con esta técnica mostraron menores daños por la enfermedad, en comparación con aquellos que no recibieron el tratamiento. "Nuestros resultados indican que el RNAi podría ser una herramienta revolucionaria en la silvicultura, ofreciendo un método sostenible y eficaz para proteger los bosques contra enfermedades devastadoras," señala el coordinador del estudio. "Este es solo el comienzo; prevemos que esta tecnología pueda aplicarse a otros patógenos vegetales que actualmente no tienen métodos de control efectivos." El trabajo ha sido llevado a cabo en estos últimos 4 años por varios investigadores predoctorales (Huma Amin, Irene Bocos) y postdoctorales (Jonatan Niño, Sandra Mosquera) del equipo de Plagas y Enfermedades Forestales; y ha estado financiado por tres proyectos nacionales (Retos: PID2019-110459RB-I00; Líneas Prioritarias: PLEC2021-008076; Transición Ecológica: TED2021-130790B-C31) y uno europeo (MSCA: SIGSbyBEVs) dirigidos por el coordinador del trabajo. El éxito de esta investigación ha generado un gran interés en la comunidad científica y entre los profesionales del sector forestal. La posibilidad de utilizar RNAi como una alternativa a los fungicidas convencionales representa un avance hacia una silvicultura más sostenible, reduciendo la dependencia de químicos que pueden tener efectos perjudiciales en el medio ambiente y en la salud humana.

El siguiente paso para los investigadores del IuFOR en el Campus de la Yutera es llevar a cabo pruebas de campo a mayor escala para evaluar la eficacia del RNAi en condiciones naturales. Además, planean explorar la aplicación de esta tecnología en otras especies de árboles y contra otros patógenos que actualmente representan una amenaza significativa para los ecosistemas forestales. "Estamos entusiasmados con las posibilidades que ofrece el RNAi no solo para controlar el chancro resinoso, sino también para gestionar otras enfermedades que afectan a nuestros bosques," comenta Julio Diez. “A largo plazo, creemos que esta tecnología podría integrarse en programas de manejo forestal sostenible en todo el mundo, contribuyendo a la preservación de la biodiversidad y la salud de los ecosistemas.” Este avance en la biotecnología no solo tiene implicaciones importantes para la protección de los pinos, sino que también representa un ejemplo de cómo las innovaciones desarrolladas en un campo científico pueden tener aplicaciones transformadoras en otros. Al igual que las vacunas de ARN han cambiado el panorama de la salud pública global, el RNAi tiene el potencial de revolucionar la manera en que enfrentamos las enfermedades de las plantas, promoviendo un equilibrio entre la productividad agrícola y la conservación del medio ambiente.

El equipo de Plagas y Enfermedades de la UVa está conformado por 14 investigadores. Se constituyó hace ya casi tres décadas, y ha trabajado en numerosos proyectos de investigación financiados por la Unión Europea, el Ministerio de Ciencia e innovación, la Junta de Castilla y León y por empresas privadas. En la actualidad es referencia nacional e internacional en el campo de la Patología Forestal, donde posee un gran número de trabajos en revistas internacionales.