Investigadores de la Universidad de Kentucky, en Estados Unidos, desarrollan tratamientos basados en ARN de interferencia para combatir dos escarabajos destructivos. La tecnología busca actuar sobre genes esenciales de las plagas y reducir los efectos sobre insectos beneficiosos y otros organismos.
Redacción: Redacción Mundo Agropecuario BET
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de la Universidad de Kentucky, en Estados Unidos, está avanzando en el desarrollo de una tecnología biotecnológica capaz de combatir escarabajos que destruyen árboles mediante el silenciamiento de genes esenciales para su supervivencia. La estrategia utiliza ARN de interferencia, conocido como RNAi, para actuar sobre mecanismos moleculares específicos de las plagas forestales, con el objetivo de ofrecer una alternativa más selectiva a determinados insecticidas convencionales.
La investigación está dirigida por Lynne Rieske-Kinney, profesora del Departamento de Entomología de la Facultad Martin-Gatton de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de la Universidad de Kentucky. Su laboratorio lleva aproximadamente una década estudiando cómo utilizar el RNAi para controlar insectos responsables de importantes pérdidas de árboles en los bosques del este de Estados Unidos.
Los trabajos se concentran especialmente en dos especies: el barrenador esmeralda del fresno, Agrilus planipennis, y el escarabajo sureño del pino, Dendroctonus frontalis. Aunque ambos pueden causar graves daños forestales, presentan comportamientos diferentes y requieren estrategias de aplicación adaptadas a su biología.
La universidad informó sobre los avances de esta línea de investigación a finales de septiembre de 2026. Los resultados obtenidos en laboratorio y los estudios de transporte de ARN dentro de los árboles muestran posibilidades de aplicación, pero los investigadores todavía deben resolver problemas relacionados con la duración de los tratamientos y su utilización a escala forestal.
El RNAi permite bloquear proteínas necesarias para la supervivencia del insecto
El principio de la tecnología consiste en aprovechar un mecanismo natural de regulación genética presente en numerosos organismos.
El ARN de interferencia permite reducir la actividad de genes específicos mediante moléculas diseñadas para reconocer secuencias determinadas de ARN dentro de las células.
En el proyecto de Kentucky, los científicos producen moléculas de ARN de doble cadena, conocidas como dsRNA, que corresponden a pequeñas regiones de genes esenciales del insecto objetivo.
Cuando el escarabajo incorpora estas moléculas, su maquinaria celular puede reconocerlas y activar mecanismos que degradan el ARN mensajero relacionado con el gen seleccionado.
Como consecuencia, disminuye la producción de la proteína correspondiente.
Si esa proteína resulta indispensable para funciones vitales, la interrupción de su producción puede provocar la muerte del insecto.
El equipo trabaja con secuencias dirigidas de aproximadamente 16 a 21 pares de bases, cuya correspondencia con el organismo objetivo constituye un componente importante de la selectividad.
Este procedimiento no requiere modificar permanentemente el ADN del escarabajo. Su efecto consiste en interferir con la expresión de determinados genes.
La diferencia resulta relevante porque el silenciamiento génico mediante ARN y la edición genética mediante herramientas como CRISPR son tecnologías distintas, aunque ambas forman parte del campo de la biotecnología molecular.
El barrenador esmeralda del fresno amenaza millones de árboles
Una de las especies investigadas es Agrilus planipennis, conocido como barrenador esmeralda del fresno.
Este escarabajo invasor ha provocado una mortalidad extraordinaria de fresnos en bosques y espacios urbanos de Norteamérica.
Sus larvas se desarrollan bajo la corteza y se alimentan de tejidos relacionados con el transporte de agua y nutrientes dentro del árbol.
La actividad larvaria interrumpe progresivamente esas funciones y puede provocar el debilitamiento y la muerte del fresno.
El problema afecta tanto a árboles situados en bosques naturales como a ejemplares plantados en calles, parques y propiedades particulares.
En Kentucky, la especie ha sido detectada en numerosos condados y sus efectos forman parte de un problema que se extiende por gran parte del este de Estados Unidos.
Para este insecto, el laboratorio de Rieske-Kinney está desarrollando tratamientos destinados a proteger árboles individuales.
La idea es introducir moléculas de ARN en el árbol para que lleguen a los tejidos de los que se alimenta la plaga.
De esta manera, el propio árbol tratado funcionaría como vehículo para llevar el agente de silenciamiento hasta el insecto.
El ARN puede desplazarse dentro de los árboles tratados
Uno de los resultados experimentales más importantes del proyecto es la comprobación de que las moléculas de ARN pueden desplazarse por el interior de los árboles después de su aplicación.
Los investigadores han estudiado diferentes vías de administración, incluidas aplicaciones sobre las hojas, la corteza y las raíces.
Sus experimentos mostraron que el ARN aplicado mediante estas rutas puede movilizarse dentro de la planta y permanecer activo durante al menos 30 días.
Este resultado es relevante porque el tratamiento necesita alcanzar los tejidos utilizados por los insectos para alimentarse.
No basta con que una molécula tenga actividad insecticida en condiciones de laboratorio. También debe conservar su integridad y llegar en cantidades suficientes al organismo objetivo.
La distribución del ARN dentro de los árboles constituye, por tanto, una parte esencial del desarrollo tecnológico.
El equipo está investigando cuánto tiempo puede mantenerse esa actividad después de una sola aplicación.
El objetivo inicial consiste en conseguir protección durante toda una temporada de crecimiento.
Los científicos también consideran la posibilidad de desarrollar tratamientos que permanezcan activos durante períodos más prolongados, aunque todavía no han demostrado una protección de varios años mediante esta tecnología.
La duración del tratamiento determinará su utilidad práctica
La permanencia de las moléculas de ARN representa uno de los principales desafíos para convertir el método en una herramienta de manejo forestal.
En condiciones naturales, el ARN puede degradarse por procesos químicos, biológicos y ambientales.
La velocidad de degradación depende de factores como la exposición, la actividad de enzimas y las características del medio donde se encuentra.
Dentro de un árbol, además, su transporte puede variar entre tejidos y etapas de desarrollo.
Para proteger un fresno durante un período prolongado, los investigadores necesitan determinar cuánto ARN permanece disponible, dónde se acumula y si continúa siendo eficaz contra el insecto.
Rieske-Kinney explicó que uno de los objetivos sería conseguir que una sola aplicación protegiera al árbol durante toda la temporada.
Una protección de varios años podría acercarse a la duración de determinados tratamientos químicos utilizados actualmente contra el barrenador esmeralda.
Sin embargo, esta posibilidad sigue siendo una meta de investigación y no un resultado ya demostrado.
La eficacia de un tratamiento comercial también dependería de su costo, facilidad de aplicación, estabilidad y capacidad para actuar bajo diferentes condiciones ambientales.
El escarabajo sureño del pino exige una estrategia diferente
La segunda especie estudiada, Dendroctonus frontalis, presenta un desafío distinto.
El escarabajo sureño del pino puede desarrollar poblaciones capaces de atacar numerosos árboles y provocar daños extensos en masas forestales.
A diferencia del barrenador esmeralda del fresno, que el equipo pretende controlar mediante tratamientos dirigidos a árboles individuales, el escarabajo sureño requiere soluciones que puedan funcionar en superficies forestales mucho mayores.
Para responder a esa dificultad, los investigadores están explorando una estrategia basada en los hongos asociados naturalmente con estos insectos.
Determinados escarabajos de la corteza mantienen relaciones biológicas con hongos que transportan durante sus desplazamientos y actividades dentro de los árboles.
El laboratorio busca aprovechar esa asociación para desarrollar hongos modificados capaces de producir ARN de doble cadena dirigido contra genes del insecto.
Si el sistema funciona, los hongos podrían convertirse en vehículos biológicos para llevar las moléculas activas a los escarabajos.
La propuesta permitiría estudiar mecanismos de distribución diferentes de las aplicaciones directas sobre cada árbol.
Sin embargo, todavía no se ha demostrado que esta estrategia pueda controlar brotes forestales completos en condiciones reales.
Los hongos modificados podrían transportar el silenciamiento génico
La utilización de hongos asociados con los escarabajos representa uno de los componentes más innovadores del proyecto.
En lugar de aplicar únicamente una molécula producida fuera del ecosistema, los investigadores estudian la posibilidad de utilizar un organismo capaz de fabricar el ARN dirigido contra la plaga.
El objetivo es que el hongo produzca las moléculas de silenciamiento y que su relación con el escarabajo facilite la exposición del insecto.
La estrategia plantea una forma de administración biológica que podría resultar útil cuando los insectos se desplazan entre numerosos árboles.
El equipo está evaluando genes relacionados con funciones celulares esenciales, entre ellos uno que codifica una proteína de choque térmico.
Estas proteínas participan en procesos que ayudan a las células a mantener el funcionamiento adecuado de otras proteínas bajo diferentes condiciones.
Los investigadores también examinan genes vinculados con la permeabilidad de membranas y otras funciones fundamentales.
La selección del gen resulta decisiva: debe producir un efecto suficientemente fuerte sobre la plaga y, al mismo tiempo, reducir la posibilidad de afectar organismos no objetivo.
La utilización de hongos modificados genéticamente también introduce cuestiones adicionales de bioseguridad, estabilidad y comportamiento ambiental.
Antes de cualquier aplicación amplia sería necesario evaluar su persistencia, dispersión, interacción con otras especies y cumplimiento de los requisitos regulatorios correspondientes.
La precisión genética busca proteger a los insectos beneficiosos
Una de las principales ventajas potenciales del RNAi es la posibilidad de diseñar tratamientos dirigidos hacia secuencias genéticas particulares.
Los insecticidas convencionales de amplio espectro pueden afectar diferentes organismos que comparten mecanismos fisiológicos sensibles a sus ingredientes activos.
En cambio, el ARN de interferencia permite seleccionar secuencias presentes en el organismo objetivo y evaluar su similitud con las de otras especies.
Esta característica puede ayudar a reducir efectos sobre insectos beneficiosos y otros componentes de los ecosistemas.
El laboratorio de Kentucky ha completado estudios sobre organismos no objetivo para moléculas de RNAi desarrolladas contra las dos especies de escarabajos.
Los investigadores también han comprobado que determinados tratamientos pueden utilizarse junto con agentes de control biológico empleados contra el barrenador esmeralda del fresno.
Estos resultados son importantes porque una tecnología de control de plagas necesita demostrar no solamente eficacia, sino también selectividad.
Sin embargo, el diseño dirigido de una molécula no garantiza automáticamente la ausencia absoluta de efectos sobre otros organismos.
La seguridad depende de la secuencia seleccionada, las dosis, las vías de exposición y las características de las especies presentes en el ambiente.
Por ello, cada formulación necesita evaluaciones específicas antes de su utilización fuera de condiciones experimentales.
El proyecto forma parte de una nueva generación de biopesticidas
El uso de ARN de interferencia para combatir insectos se relaciona con una transformación más amplia de la protección vegetal mediante herramientas biotecnológicas.
En lugar de depender exclusivamente de sustancias que afectan procesos fisiológicos compartidos por numerosos organismos, diferentes equipos científicos están diseñando agentes capaces de actuar sobre funciones genéticas específicas.
Esta estrategia también se está explorando contra patógenos agrícolas.
En Mundo Agropecuario BET se informó recientemente sobre una plataforma estadounidense que utiliza microorganismos diseñados para producir moléculas de RNAi dirigidas contra enfermedades de los cultivos.
Aquel desarrollo, impulsado por la empresa Robigo, utiliza biología sintética para convertir microorganismos en productores de moléculas destinadas a proteger plantas agrícolas.
La investigación de Kentucky comparte el principio molecular del silenciamiento génico, pero presenta diferencias importantes.
Su objetivo principal son insectos que dañan árboles forestales, y las vías de administración incluyen el transporte del ARN dentro de los propios árboles y el uso experimental de hongos asociados con escarabajos.
La comparación demuestra que el RNAi puede integrarse en plataformas biotecnológicas diferentes según el organismo objetivo y el ambiente donde debe aplicarse.
Los productos basados en ARN ya avanzan hacia aplicaciones agrícolas
La investigación forestal también se desarrolla en un contexto de creciente interés por los productos fitosanitarios basados en ARN.
Una de las ventajas potenciales de estas moléculas es que pueden diseñarse para reconocer secuencias específicas de determinados organismos.
Sin embargo, la eficacia depende de que el agente activo llegue al objetivo y conserve su actividad durante el tiempo necesario.
En agricultura, algunas empresas están desarrollando formulaciones destinadas a proteger cultivos frente a enfermedades.
Un ejemplo reciente es la aprobación anunciada en México de un biofungicida basado en ARN para combatir hongos perjudiciales para los cultivos.
Ese desarrollo corresponde a una aplicación contra patógenos vegetales, no contra los escarabajos forestales estudiados en Kentucky.
La diferencia permite comprender que el ARN no constituye un pesticida único, sino una plataforma molecular que puede adaptarse a diferentes organismos objetivo.
En todos los casos, los investigadores deben resolver problemas relacionados con la estabilidad de las moléculas, su producción, su distribución y la demostración de resultados bajo condiciones reales.
Los avances comerciales en un sector no significan que las formulaciones desarrolladas para otros organismos estén automáticamente listas para utilizarse.
La investigación busca complementar el control biológico existente
El laboratorio de Rieske-Kinney no plantea el RNAi necesariamente como sustituto de todas las herramientas actuales de manejo forestal.
Uno de los resultados comunicados por la universidad es la compatibilidad de los tratamientos experimentales con determinados agentes de control biológico utilizados contra el barrenador esmeralda del fresno.
El control biológico consiste en utilizar enemigos naturales, como parasitoides o depredadores, para reducir las poblaciones de una plaga.
En el caso de los insectos invasores, esta estrategia puede contribuir a disminuir sus poblaciones, aunque los resultados pueden requerir tiempo y depender de las condiciones ambientales.
El RNAi podría proporcionar una herramienta complementaria cuando se necesite actuar sobre insectos que están dañando árboles concretos.
La combinación de diferentes métodos puede resultar relevante para evitar depender de una sola intervención.
Sin embargo, será necesario comprobar cómo interactúan las aplicaciones de ARN con los agentes de control biológico en condiciones naturales.
Los resultados experimentales de compatibilidad constituyen un avance, pero no equivalen todavía a demostrar un programa integrado de control a gran escala.
La aplicación selectiva también está transformando otros tratamientos
El desarrollo de biopesticidas dirigidos forma parte de una tendencia hacia intervenciones fitosanitarias más precisas.
En algunos sistemas agrícolas, la precisión se consigue mediante sensores y maquinaria capaces de ajustar las aplicaciones a las características de las plantas.
En otros, como el proyecto de Kentucky, la selectividad se busca directamente en el mecanismo molecular del agente utilizado.
Ese sistema utiliza información tridimensional para reducir aplicaciones innecesarias.
El RNAi actúa de otra manera: su precisión depende de la correspondencia entre una molécula y una secuencia genética del organismo objetivo.
Ambos enfoques pueden contribuir a reducir intervenciones indiscriminadas, aunque requieren evaluaciones diferentes.
La precisión de aplicación no garantiza por sí sola la seguridad de un producto, del mismo modo que la selectividad molecular no asegura automáticamente una distribución eficaz en el ambiente.
La integración futura de métodos de administración y agentes moleculares específicos podría ampliar las posibilidades de protección vegetal y forestal.
El paso del laboratorio al bosque sigue siendo el principal desafío
La investigadora Lynne Rieske-Kinney reconoció que su equipo ha demostrado la capacidad de provocar mortalidad de insectos en condiciones de laboratorio.
El desafío actual consiste en convertir esos resultados en una tecnología utilizable por gestores forestales y propietarios de árboles.
Las pruebas realizadas en recipientes experimentales permiten controlar la exposición de los insectos y las condiciones ambientales.
En un bosque, en cambio, intervienen factores como la variabilidad de las poblaciones, el movimiento de los insectos, las condiciones meteorológicas y las diferencias entre árboles.
También es necesario establecer cómo administrar el ARN de manera eficaz y económicamente viable.
En el caso del barrenador esmeralda del fresno, las investigaciones se orientan hacia aplicaciones capaces de proteger árboles individuales.
Para el escarabajo sureño del pino, el desafío es desarrollar un sistema que pueda alcanzar poblaciones distribuidas en superficies extensas.
La universidad mantiene una línea de investigación respaldada por un acuerdo de cooperación iniciado en 2024 y previsto hasta 2027.
Ese período permite continuar evaluando mecanismos de aplicación, persistencia de las moléculas y selectividad de los tratamientos.
No se ha anunciado que la tecnología esté disponible comercialmente para controlar estas plagas forestales.
La evaluación ambiental será decisiva para utilizar hongos modificados
La propuesta de emplear hongos capaces de producir ARN plantea posibilidades de distribución biológica, pero también preguntas que deben resolverse antes de una aplicación forestal.
Un microorganismo modificado puede comportarse de manera diferente de una molécula aplicada directamente sobre un árbol.
Los investigadores necesitan estudiar su supervivencia, reproducción y posibles interacciones con otros organismos.
También resulta importante determinar si el ARN producido conserva la especificidad esperada cuando se libera mediante un organismo vivo.
Las evaluaciones de organismos no objetivo realizadas hasta ahora aportan información sobre la selectividad de determinadas moléculas, pero no sustituyen los estudios específicos que necesitaría un sistema basado en hongos modificados.
La investigación debe considerar asimismo si los escarabajos transportan realmente los hongos de la manera prevista y si esa asociación permite entregar cantidades suficientes de ARN.
El objetivo de alcanzar poblaciones distribuidas por un bosque depende de que estos mecanismos funcionen bajo condiciones naturales.
Por el momento, la estrategia representa una línea de desarrollo experimental y no una demostración de control forestal generalizado.
El silenciamiento génico abre una vía para proteger árboles sin tratamientos indiscriminados
Los avances de la Universidad de Kentucky muestran cómo una tecnología molecular puede adaptarse a problemas forestales que presentan escalas y comportamientos biológicos diferentes.
Para el barrenador esmeralda del fresno, el equipo ha demostrado que moléculas de ARN pueden desplazarse dentro de árboles tratados y mantenerse activas durante al menos 30 días.
El siguiente objetivo consiste en prolongar esa actividad hasta cubrir una temporada completa de crecimiento.
Para el escarabajo sureño del pino, los investigadores están explorando hongos asociados con el insecto como posibles productores y transportadores de ARN dirigido contra genes esenciales.
Ambas estrategias aprovechan el mismo principio de interferencia genética, pero necesitan procedimientos de aplicación y validación diferentes.
La selectividad constituye uno de los principales atractivos del método, especialmente por la posibilidad de reducir efectos sobre insectos beneficiosos y otros organismos.
Sin embargo, los resultados todavía deben trasladarse desde el laboratorio y los estudios experimentales hacia condiciones de manejo forestal.
El desarrollo de tratamientos duraderos, seguros y eficaces determinará si el silenciamiento génico puede incorporarse en el futuro a las herramientas utilizadas para proteger fresnos, pinos y otros árboles frente a insectos destructivos.
Fuentes referenciales:
Universidad de Kentucky: investigación sobre silenciamiento génico para proteger bosques
Universidad de Kentucky: laboratorio de entomología forestal de Lynne Rieske-Kinney
Phys.org: Gene-silencing technology to protect forests from invasive pests
