Descubren compuestos que pueden ayudar en el combate contra el cancro cítrico

Científicos de Brasil y de Holanda identifican decenas de sustancias con potencial para impedir el crecimiento de la bacteria causante de esta enfermedad

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en sus campus de Rio Claro y de São José do Rio Preto (localidades de São Paulo, Brasil), en colaboración con pares de la University of Groningen, de Holanda, identificaron una serie de compuestos capaces de inhibir la acción de la bacteria Xanthomonas citri, causante del cancro cítrico, una enfermedad que ataca a todas las variedades y especies de cítricos de importancia comercial.

Los resultados de este estudio, que cuenta con el apoyo de la FAPESP en el marco de un acuerdo de cooperación con la Organización Holandesa para la Investigación Científica (NWO, por sus siglas en inglés), se dieron a conocer en el “Biobased Economy Workshop”, realizado entre los días 5 y 6 de abril en la Fundación, en São Paulo.

“Identificamos decenas de compuestos con potencial para combatir a la Xanthomonas citri”, dijo Henrique Ferreira, docente del Departamento de Bioquímica y Microbiología del Instituto de Biociencias de la Unesp de Rio Claro, durante una conferencia dictada en dicho evento.

El investigador –en colaboración con Luís Octávio Regasini, docente del Departamento de Química y Ciencias Ambientales del Instituto de Biociencias, Letras y Ciencias Exactas (Ibilce) de la Unesp de São José do Rio Preto– se ha venido dedicando en los últimos años a identificar, en el marco de proyectos de investigación también apoyados por la FAPESP, compuestos de bajo impacto ambiental que puedan prevenir la infección de las plantas cítricas por la Xanthomonas citri o la propagación de la enfermedad hacia nuevas áreas.

Las fórmulas bactericidas utilizadas actualmente para prevenir la propagación de la enfermedad, que provoca lesiones en las hojas, los frutos y las ramas, provocando su caída, se elaboran a base de cobre, un elemento tóxico que se acumula en el medio ambiente.

“Estos productos pueden llevar a la contaminación del suelo y de las reservas de agua”, subrayó Ferreira.

A los efectos de encontrar una alternativa a estas fórmulas, los científicos empezaron a prospectar compuestos que capaces de matar a la Xanthomonas citri al atacar procesos vitales tales como la división celular del microorganismo.

Mediante ese proceso, las células bacterianas inicialmente crecen en razón de la duplicación de su material genético y, al final del mismo, se dividen en dos células hijas.

Una etapa crucial de ese proceso es el montaje del septo divisional –una estructura compuesta fundamentalmente por una proteína llamada FtsZ, que forma un anillo en el medio de las células cuando éstas se aprestan a dividirse–, explicó Ferreira.

“Elegimos esa proteína esencial para el proceso de división celular de la Xanthomonas citri como blanco de compuestos antibacterianos”, subrayó.

Los investigadores llevaron adelante entonces un estudio acerca de cuáles compuestos son inhibidores de la FtsZ, y notaron que, en común, éstos son polifenoles, sustancias naturales presentes en ciertas plantas, tales como los flavonoides y los taninos.

Con base en esta observación, decidieron evaluar si el ácido gálico podría tener actividad contra la Xanthomonas citri o interferir en el proceso de división celular de dicha bacteria.

El ácido gálico, un ácido orgánico también conocido como ácido 3,4,5-trihidroxibenzoico, existe en abundancia en la naturaleza, se lo encuentra en una serie de plantas –en las hojas de té, por ejemplo– y se lo considera como modelo para el estudio de los polifenoles.

“El ácido gálico participa en actividades de protección y regulación de ciertas plantas y exhibe una acción biológica contra diversos microorganismos”, afirmó Ferreira.

Acción protectora

Para analizar si el ácido gálico era capaz de matar a la Xanthomonas citri, los investigadores sintetizaron inicialmente un conjunto de 15 ésteres del compuesto, llamados galatos de alquilo, y realizaron una serie de pruebas con estas sustancias para verificar si interferían en la habilidad de la bacteria para colonizar cítricos.

En una de las pruebas, las bacterias fueron expuestas a los compuestos y después inoculadas en hojas de cítricos para analizar si los galatos de alquilo inhibían la capacidad de los microorganismos de infectar a las plantas. Los resultados fueron positivos. Las bacterias perdieron la habilidad de colonizar las hojas de las plantas.

“Esto constituye una evidencia favorable respecto al potencial de esos ésteres para proteger a las plantas contra la infección por Xanthomonas citri”, dijo Ferreira.

Con la intención de determinar el mecanismo de acción de los galatos de alquilo, los investigadores realizaron –en colaboración con los colegas de la universidad holandesa, encabezados por el profesor Dirk-Jan Scheffers– algunos experimentos en los cuales emplearon la proteína FtsZ purificada de Bacillus subtilis.

Si bien esta bacteria posee características muy distintas a las de la Xanthomonas citri, ambas exhiben un proceso conservado de división celular, explicó Ferreira.

“Esto significa que las observaciones referentes a los efectos de los galatos de alquilo en FtsZ de Bacillus subtilis podrían extrapolarse a Xanthomonas citri”, afirmó.

Los resultados de los experimentos demostraron que los compuestos también aparecían activos contra el Bacillus subtilis.

Los galatos de alquilo también perturbaron la localización subcelular (en el interior de la célula) de la FtsZ de Bacillus subtilis y afectaron el funcionamiento de la proteína, formando estructuras que podían observarse fácilmente mediante microscopía electrónica y sedimentarse en centrifugación de alta velocidad.

“Estos resultados sugieren que los galatos de alquilo actúan en la maquinaria de la división celular de la Xanthomonas citri y también en la de la Bacillus subtilis”, afirmó Ferreira.

Forma de tratamiento

Los investigadores están analizando ahora de qué manera pueden tratarse las plantas cítricas con galatos de alquilo.

Con el fin de desarrollar una forma de inmovilizar a los galatos sobre la superficie de las plantas, los científicos iniciaron una investigación en colaboración con Ulrich Schwanenberg, docente de la RWTW Aachen University, de Alemania.

Dicha investigación también cuenta con el apoyo de la FAPESP en el marco de un acuerdo de cooperación con el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF, por sus siglas en alemán).

“La idea del proyecto consiste en producir híbridos de galatos de alquilo y péptidos que podrían unirse a la superficie de las hojas”, explicó Ferreira.

Según el investigador, el profesor Regasini ha producido más de 100 compuestos prometedores. Entre éstos se encuentran nueve nuevos compuestos que difieren de los galatos de alquilo y exhiben un mayor potencial de combate contra el cancro cítrico.

Aumento de la incidencia

De acuerdo con datos que el científico presentó, la incidencia de la enfermedad ha aumentado en los últimos años en las plantaciones cítricas de São Paulo, el estado responsable del 75% del jugo de naranja producido en Brasil y exportado, según datos de la Asociación Nacional de Exportadores de Jugos Cítricos.

Seis meses después de un cambio en la legislación estadual sobre el control del cancro cítrico –que entró en vigor a mediados de 2009 y estipuló que independientemente de la existencia de la enfermedad en una plantación, sólo es obligatorio efectuar la erradicación de plantas que se encuentren en un radio de 30 metros alrededor de una que esté infectada–, la incidencia de la enfermedad en el estado de São Paulo aumentó más del 80%.

Más recientemente, en 2013, una nueva alteración en la ley permitió que los productores pasasen a eliminar la planta contaminada y fumigar con cobre sobre las plantas que se encuentren en un radio de 30 metros de la misma.

“Estos cambios en la legislación favorecieron la presencia de la Xanthomonas citri en las plantaciones cítricas paulistas”, sostuvo Ferreira.