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Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) identificó un mecanismo molecular clave que permite a las plantas activar y extender sus sistemas de defensa frente al ataque de patógenos. El hallazgo, desarrollado íntegramente en Argentina y publicado recientemente en la revista científica Plant Communications, aporta nuevos conocimientos sobre la denominada resistencia sistémica, un proceso biológico que podría convertirse en una herramienta estratégica para fortalecer la sanidad y productividad de los cultivos mediante el desarrollo de nuevas tecnologías agrícolas.
De acuerdo con la información difundida por el INTA, la investigación fue realizada por especialistas de la Unidad de Estudios Agropecuarios, con sede en el Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP), y representa un avance significativo en la comprensión de los mecanismos que utilizan las plantas para protegerse de enfermedades, aun cuando carecen de un sistema inmunológico similar al de los animales.
A diferencia de los organismos animales, las plantas no poseen células especializadas para defenderse de infecciones ni producen anticuerpos. Sin embargo, a lo largo de su evolución desarrollaron sofisticados mecanismos capaces de detectar la presencia de microorganismos patógenos y activar respuestas que limitan el avance de las enfermedades.
Uno de esos mecanismos es la denominada resistencia sistémica, mediante la cual una planta que detecta un patógeno en una parte de su organismo envía señales al resto de sus tejidos para prepararlos frente a un posible ataque.
Este proceso funciona como una especie de sistema de alerta temprana que fortalece la capacidad defensiva de órganos que todavía no fueron afectados por la infección.
El investigador Damián Cambiagno, responsable del trabajo, explicó que este fenómeno está estrechamente relacionado con lo que la comunidad científica conoce como memoria inmunitaria vegetal.
Se trata de la capacidad que poseen las plantas para conservar información sobre encuentros previos con patógenos y responder de manera más rápida y eficiente cuando vuelven a enfrentarse a una amenaza similar.
"Comprender cómo se generan y regulan estos procesos resulta clave tanto desde el punto de vista científico como para el desarrollo de herramientas aplicadas en la agricultura", señaló Cambiagno, según informó el INTA.
El estudio se enfocó especialmente en comprender cómo se transmiten las señales celulares responsables de coordinar esa respuesta defensiva a escala de toda la planta.
Los investigadores lograron identificar un papel central de unas pequeñas moléculas conocidas como microARNs (miRNAs).
Estas moléculas cumplen una función reguladora sobre la expresión de distintos genes y, además, poseen la capacidad de desplazarse entre células.
Esa movilidad les permite actuar como mensajeros biológicos que coordinan respuestas defensivas entre diferentes tejidos del organismo vegetal.
Uno de los principales aportes del trabajo fue identificar la función de la proteína HASTY (HST) dentro de ese proceso.
Los resultados demostraron que esta proteína participa en una etapa muy temprana de formación de determinados microARNs, denominada procesamiento co-transcripcional.
Ese paso resulta determinante para que estas pequeñas moléculas adquieran la capacidad de trasladarse entre células y transmitir las señales defensivas hacia otras partes de la planta.
"Son pequeñas moléculas de ARN que regulan la expresión génica. Estas moléculas, además de actuar en las células donde se originan, pueden desplazarse entre células, funcionando como mensajeros que sincronizan respuestas defensivas a distancia", explicó Cambiagno al presentar los resultados de la investigación, de acuerdo con la información difundida por el INTA.
Para comprobar esa hipótesis, los científicos trabajaron con plantas que presentaban mutaciones en la proteína HASTY.
Las observaciones demostraron que, en ausencia de esta proteína, los microARNs perdían la capacidad de desplazarse entre células.
Como consecuencia, la planta veía comprometida la activación de su defensa sistémica.
En cambio, cuando los investigadores lograron restablecer el movimiento de estas moléculas, la respuesta defensiva volvía a propagarse de manera eficiente a todo el organismo.
Los resultados aportan una evidencia concreta sobre el funcionamiento de uno de los mecanismos responsables de la denominada memoria inmunitaria vegetal y amplían el conocimiento científico sobre la forma en que las plantas enfrentan el ataque de enfermedades.
Más allá de su importancia científica, el descubrimiento también presenta un fuerte potencial de aplicación en el sector agropecuario.
Actualmente existen diversas herramientas biotecnológicas orientadas a estimular las defensas naturales de los cultivos.
Entre ellas se destacan los bioinoculantes, productos que contienen microorganismos beneficiosos capaces de activar mecanismos naturales de protección frente a distintos patógenos.
Comprender con mayor precisión cómo funcionan los procesos moleculares involucrados en esas respuestas permitirá desarrollar tecnologías más eficientes y optimizar las estrategias destinadas a mejorar la sanidad vegetal.
En un contexto donde la agricultura busca reducir el uso de productos fitosanitarios y avanzar hacia sistemas productivos más sostenibles, este tipo de investigaciones adquiere una relevancia creciente.
La posibilidad de potenciar las defensas propias de las plantas abre nuevas alternativas para disminuir pérdidas ocasionadas por enfermedades sin depender exclusivamente de tratamientos químicos.
Además, un mayor conocimiento sobre estos mecanismos podría contribuir al desarrollo de variedades con mayor resistencia natural frente a distintos agentes patógenos.
La investigación fue desarrollada íntegramente por científicos argentinos y constituye un nuevo aporte del sistema nacional de ciencia y tecnología al conocimiento internacional sobre biología vegetal.
El estudio fue dirigido por Damián A. Cambiagno y tuvo como primer autor a Manuel Musso.
También participaron los estudiantes Nahir Alanie y Luciano Quevedo, mientras que el trabajo contó con la colaboración de Alejandra Trenchi, Nicolás M. Cecchini y Hernán Ramiro Lascano.
La publicación en Plant Communications, una revista científica internacional especializada en biología vegetal, representa además un reconocimiento a la calidad de la investigación desarrollada en el país.
El descubrimiento amplía la comprensión sobre cómo las plantas organizan sus respuestas frente a enfermedades y ofrece nuevas bases científicas para el desarrollo de herramientas biotecnológicas orientadas a fortalecer la sanidad de los cultivos.
En un escenario donde la demanda mundial de alimentos exige producir más con menores impactos ambientales, comprender los mecanismos naturales de defensa de las plantas aparece como una de las líneas de investigación con mayor potencial para impulsar una agricultura más eficiente, sostenible y resiliente frente a los desafíos sanitarios del futuro.
