Hongos antárticos son eficientes contra el cancro cítrico

Científicos de Brasil detectan acción contra la bacteria Xanthomonas citri en 29 hongos aislados en muestras recolectadas en la Antártida. Uno de los compuestos inhibió la reproducción de la bacteria hasta un 98%

Por Peter Moon  |  Agência FAPESP – El cancro cítrico es una enfermedad que afecta a todas las especies y variedades de frutas cítricas que se cultivan. El agente causal de esta afección es la bacteria Xanthomonas citri, originaria de Asia, en donde existe en forma endémica en todos los países citricultores. Si bien hay algunas formas de combatirla, ninguna es completamente eficaz para eliminarla. De allí que resulte esencial la búsqueda de nuevos métodos químicos o biológicos destinados a proteger las plantaciones.

En un artículo publicado en Letters in Applied Microbiology, el equipo encabezado por Daiane Cristina Sass, Lara Durães Sette y Henrique Ferreira, docentes del Instituto de Biociencias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) con sede en la localidad de Rio Claro, en Brasil, identificó 29 hongos con probada acción contra Xanthomonas citri. Y el origen de dichos hongos es sorprendente: se los aisló a partir de muestras de suelo y de sedimentos marinos de la Antártida.

“Nuestro grupo trabaja en la búsqueda de microorganismos que produzcan compuestos con acción antibacteriana para su aplicación en la agricultura”, dijo Sass, quien coordina el proyecto intitulado “El potencial biotecnológico de metabolitos secundarios de hongos de la Antártida con actividad contra bacterias fitopatogénicas”, que cuenta con el apoyo de la FAPESP.

De allí surgió la idea de investigar la colección de hongos que Durães Sette montó en el transcurso de expediciones realizadas durante los veranos antárticos entre 2013 y 2015 por el archipiélago de las Shetland del Sur, en el marco del proyecto Microesfera, vinculado al Programa Antártico Brasileño (Proantar) y al Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) de Brasil. Durães Sette encabeza el proyecto que lleva el título de “La micología marina y la Antártica: diversidad y aplicación ambiental”, que también cuenta con el apoyo de la FAPESP.

En la isla Decepción, Durães Sette aisló 33 hongos filamentosos partiendo de muestras recolectadas en suelo, debajo de madera podrida. En tanto, en las aguas de la bahía Almirantazgo, en la isla Rey Jorge, se aislaron 53 hongos filamentosos de sedimentos marinos situados a 20 metros de profundidad. Todos los linajes de hongos se encuentran depositados en la colección del Instituto de Biociencias, denominada Central de Recursos Microbianos de la Unesp (CRM-Unesp).

“Esos hongos viven en condiciones de aislamiento y proliferan en ambientes inhóspitos, a bajas temperaturas y con un elevado índice de radiación ultravioleta. ¿Cuáles serían sus adaptaciones para lograr sobrevivir en un ambiente tan hostil para la vida? Pretendíamos ver si esos hongos producen moléculas con estructuras únicas, capaces de protegerlos contra las infecciones, y que por ese motivo poseerían acción antibacteriana”, dijo Sass.

El cancro cítrico se caracteriza por el crecimiento descontrolado de las células de la planta infectada que genera tumores en las hojas, los frutos y las ramas. La bacteria se propaga a través de esas lesiones. Los síntomas no afectan la calidad ni tampoco el sabor del producto, pero si sus ventas.

Las naranjas contaminadas quedan con una apariencia mala y sólo puede vendérselas a la industria de jugos, la cual les paga menos a los productores que si éstos le vendiesen su producción a los supermercados. Por ende, una plantación infectada con el cancro cítrico es sinónimo de utilidades en declive para el productor.

El control de la enfermedad está a cargo de los propios citricultores. Se recomiendan implementar medidas tales como las fumigaciones de las plantaciones de frutales con productos a base de cobre y la sustitución de las plantas infectadas por plantines sanos y de variedades más resistentes. Asimismo, se hace hincapié en el control de la larva conocida como minador de las hojas de los cítricos (Phyllocnistis citrella). Se trata de una mariposa cuyas larvas provocan heridas en la planta, abriendo así la entrada para la penetración de la bacteria del cancro cítrico.

“El principal método de combate contra el cancro cítrico es la aplicación de compuestos de cobre en los árboles. El lado negativo de esto reside en que aun en pequeñas cantidades, luego del uso prolongado, el cobre termina acumulándose en los frutos, en el suelo y en las aguas, y así contamina todo el medio ambiente. Por eso buscamos nuevos compuestos que sean menos agresivos contra el medio ambiente y menos perjudiciales para el ser humano”, dijo Sass.

El cancro cítrico fue detectado por primera vez en Brasil en 1957, en los estados de São Paulo y de Paraná. Desde entonces, la enfermedad se volvió endémica y ha venido ocasionándoles pérdidas crecientes a los productores de naranjas, limones y mandarinas. Según el Fondo de Defensa de la Citricultura (Fundecitrus) del país, en el año 2012 tan sólo en el 1,39% de las plantaciones de cítricos de São Paulo había frutas contaminadas. En 2017 ese índice ya había trepado al 13%.

Entre los 86 hongos aislados en la Antártica, los científicos verificaron que 29 (19 de origen marino y 10 terrestres) poseen compuestos con probada acción antibacteriana contra Xanthomonas citri.

El trabajo de aislamiento de los compuestos que producen los hongos y la verificación de su actividad antibacteriana comprende diversas etapas. El proceso empieza al aislar los hongos, a lo cual le sigue el crecimiento de los mismos durante varios días en placas de cultivo con nutrientes.

Luego se los cultiva durante varios días en medio líquido, con un medio de cultivo a una temperatura controlada de 15 °C y con agitación. Se separan la biomasa sólida y la parte líquida y se las somete a ambas a la extracción con solventes para obtener los extractos intracelulares y extracelulares.

En total se obtuvieron 158 extractos. Cada extracto se diluyó en diversas concentraciones (de 2,10 mg/ml a 0,02 mg/ml), que a su vez se testearon contra Xanthomonas. En el caso de los hongos del suelo, la mayoría de los extractos con acción antibacteriana contra el agente causante del cancro cítrico tiene origen intracelular. En tanto, en el caso de los hongos marinos, sólo se registró actividad con los extractos extracelulares.

“Pretendíamos verificar cuál sería la concentración mínima de cada extracto capaz de inhibir en un 90% de los casos el crecimiento de Xanthomonas”, dijo Sass.

Una parte de los extractos (12) fue capaz de afectar el crecimiento bacteriano en concentraciones menores que la máxima testeada, y 10 de esos extractos arrojaron resultados superiores al 90% de inhibición del crecimiento de Xanthomonas en concentraciones de entre 1,5 mg/ml y 1,0 mg/ml.

“En la concentración máxima, hubo un extracto que logró inhibir la reproducción de Xanthomonas hasta un 98%, y otro que arrojó resultados de alrededor del 80% en la concentración de 0,52 mg/ml", dijo Saas. "Cabe subrayar que estamos hablando de extractos [que exhiben una variada cantidad de moléculas]. Por este motivo, si en el extracto sólo un compuesto fuera el responsable de esta bioactividad, ese compuesto podrá presentar una buena actividad antibacteriana en concentraciones mucho menores”, añade.

Veinte de los hongos aislados con acción contra Xanthomonas citri pertenecen al género Pseudogymnoascus y se extrajeron de las muestras terrestres y marinas. En segundo lugar se ubicó el género de la penicilina, Penicillium (cinco), seguido por Cadophora (dos), Paraconiothyrium (uno) y Toxicocladosporium (uno), todos extraídos de sedimentos marinos.

Una vez identificados los extractos con acción contra Xanthomonas, los científicos procuran ahora saber cuáles son los compuestos químicos presentes en los extractos que los dotan de acción antibacteriana.

“Estimamos que en un año y medio identificaremos, purificaremos y realizaremos test toxicológicos para algunos de estos compuestos bioactivos”, dijo Sass.

Los investigadores esperan patentar los compuestos identificados. Al mismo tiempo, desean sensibilizar a industrias relacionadas con el sector agrícola para desarrollar productos de uso comercial destinados a combatir al cancro cítrico con base en estos extractos.

El artículo intitulado Terrestrial and marine Antarctic fungi extracts active against Xanthomonas citri subsp. Citri (doi: https://doi.org/10.1111/lam.12890), de Gabrielle Vieira, Jelena Puric, Luana Galvão Morão, Juliana Aparecida dos Santos, Fábio José Inforsato, Lara Durães Sette, Henrique Ferreira y Daiane Cristina Sass, se encuentra publicado en el siguiente enlace: onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/lam.12890.