Los seres humanos, el ganado y los animales de compañía se benefician de las vacunas y terapias génicas basadas en virus, pero los cultivos no.
por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Esta paradoja es puesta de relieve por un grupo de investigación internacional liderado por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en un artículo publicado en Nature Reviews Bioengineering.
El estudio propone una hoja de ruta para utilizar virus atenuados para mejorar el rendimiento de los cultivos, haciéndolos más resistentes a condiciones climáticas extremas y cambiantes, o para producir suplementos dietéticos para mejorar la nutrición humana. Según los autores, se trata de una alternativa más eficiente y sostenible a los agroquímicos y más rápida que los métodos de cultivo tradicionales.
El artículo es parte de la colección «El futuro de los alimentos», en la que las revistas Nature Reviews Bioengineering y Nature Food presentan artículos que discuten el progreso tecnológico y las oportunidades para las tecnologías de alimentos diseñados.
«Nuestro artículo plantea puntos de vista que invitan a la reflexión y enfrenta al lector a situaciones paradójicas», afirma Fabio Pasin, investigador del CSIC en el IBMCP y autor principal del estudio. Los autores proponen que los vectores virales, basados en virus atenuados que no dañan a las plantas, podrían utilizarse para introducir genes específicos en los cultivos, mejorando así sus características agronómicas. Estos vectores virales podrían emplearse para inducir la floración de las plantas y acelerar las cosechas; desarrollar variedades mejoradas de cultivos; modificar la arquitectura de las plantas para facilitar la mecanización; mejorar la tolerancia a la sequía; o producir metabolitos beneficiosos para la salud humana , entre otras aplicaciones.
El uso de virus atenuados podría ser la mejor manera de lograr las características deseadas en las plantas.
«Imagínese que utiliza un ordenador que no está conectado a Internet y que cada vez que necesita una actualización de software tiene que comprar un ordenador nuevo», dice el Dr. Pasin. «Bueno, nuestra idea es utilizar un virus como si fuera una memoria USB: lo conecta al ordenador, instala las actualizaciones y sigue utilizándolo».
“Estos vectores pueden emplearse para la edición precisa del genoma mediante componentes CRISPR-Cas para conseguir mejoras heredables en caracteres agronómicos, como la longitud y el peso del grano en trigo o el color del fruto en tomate. Además, las aplicaciones de vectores virales permiten mejoras temporales, ofreciendo una alternativa atractiva, por su rápido desarrollo y validación, al uso de agroquímicos para sistemas de producción agrícola más eficientes y sostenibles”, señala el investigador del CSIC.
Humanos, ganado y mascotas, pero no plantas.
A pesar de estas ventajas, los autores señalan varias paradojas: se considera seguro administrar virus recombinantes a humanos (por ejemplo, contra la COVID-19) y la vacunación veterinaria, pero no se ha registrado ningún uso agrícola. Los humanos y los animales domésticos pueden beneficiarse de las terapias génicas basadas en virus recombinantes, pero los cultivos no.
Los virus recombinantes pueden liberarse en el medio ambiente para inmunizar animales salvajes como zorros, mapaches o coyotes, controlando así la rabia en Europa y Estados Unidos, pero su uso agrícola aún no está autorizado, ni siquiera en entornos muy confinados.
¿Qué se necesita para implementarlo?
Dadas las ventajas, ¿se podría aplicar esta nueva tecnología en los cultivos? Uno de los obstáculos son las cuestiones regulatorias. En un enfoque de administración transitoria, que permitiría el uso de vectores virales para mejoras inmediatas de las plantas, los científicos ven una cierta brecha.
“Es un nuevo tipo de producto, similar a un agroquímico, pero al ser biológico, actualmente no hay nada equivalente en el mercado para uso agrícola, por lo que no tenemos precedentes y sería necesario un análisis profundo por parte de las autoridades”, explica el Dr. Pasin.
Este proceso podría acelerarse mediante el uso de virus recombinantes que implementen métodos para garantizar la biocontención y priorizando los cultivos utilizados para alimentación animal, fibras textiles, biocombustibles o fines ornamentales, argumenta.
En plantas, la tecnología de vectores virales se encuentra en una fase avanzada de investigación y su eficacia ha sido demostrada en condiciones experimentales. En el CSIC, los investigadores optimizan las plataformas tecnológicas para acelerar el desarrollo y validación de aplicaciones agrícolas basadas en vectores virales, implementando aproximaciones de biología sintética compatibles con la futura producción a escala industrial. Además, exploran el uso de vectores virales para mejorar las características agronómicas de cultivos, como el tomate.
Más información: Fabio Pasin et al, Ingeniería de virus buenos para mejorar el rendimiento de los cultivos, Nature Reviews Bioengineering (2024). DOI: 10.1038/s44222-024-00197-y
