Los microbios intestinales pueden ayudar a los insectos a vencer a los plaguicidas

Los microbios intestinales pueden ayudar a los insectos a vencer a los plaguicidas

11 de abril de 2018

En 2017, los investigadores descubrieron que la mosca oriental de la fruta (Bactrocera dorsalis) había desarrollado resistencia al insecticida triclorphon gracias a una especie de bacteria simbiótica, Citrobacter freundii, en su intestino que ayuda a la mosca a degradar el químico. Un nuevo artículo de revisión publicado en el Annals of the Entomological Society of America compila este caso y otras investigaciones existentes sobre los vínculos entre los simbiontes de los insectos y la resistencia a los insecticidas. (Merle Shepard, Gerald R.Carner, y P.A.C Ooi, Insects and their Natural Enemies Associated with Vegetables and Soybean in Southeast Asia, Bugwood.org)

Por Leslie Márquez, Ph.D.

Los productos probióticos ahora se alinean en los estantes de las tiendas, prometiendo mejorar la salud humana mediante la reposición del microbioma intestinal, o la recolección de bacterias y otros microbios que viven en el sistema digestivo. Los insectos también tienen un microbioma intestinal, y no sólo beneficia su bienestar general, sino que también puede ayudarles a adaptarse y a superar los pesticidas, según un nuevo artículo de revisión publicado en los Anales de la Sociedad Entomológica de América.

Leslie Márquez, Ph.D.

"Ya sea que se trate de plagas agrícolas, plagas domésticas como las cucarachas, o plagas médicas como los mosquitos portadores de enfermedades, los insectos son muy buenos para adaptarse a lo que les arrojamos, especialmente cuando se trata de diferentes productos químicos", dice el autor principal José Pietri, Ph. D. "Siempre me han interesado tanto los microbios como los insectos, y he escuchado toda mi carrera sobre la importancia de los microbios para la salud humana y animal, por lo que me pareció muy obvio preguntar sobre la conexión entre la diversa comunidad de microbios que viven dentro de un insecto y la capacidad del insecto para desarrollar resistencia a los pesticidas". Pietri es el científico principal de Apex Bait Technologies Inc. de Santa Clara, California, y un antiguo investigador postdoctoral de la Universidad de California, Santa Cruz.

Otros investigadores han comenzado recientemente a investigar la conexión entre los microbios intestinales y la resistencia a los insecticidas, pero, como en cualquier nueva área de estudio, las publicaciones son limitadas en número y están dispersas en una amplia gama de revistas. Es por eso que era un buen momento para un trabajo de revisión, dice Pietri. "Queríamos recopilar todo lo que pudimos encontrar y todo lo que sabemos actualmente sobre esta asociación entre insectos, microbios y resistencia a los insecticidas y ponerlo todo en un solo lugar para empezar a identificar patrones y facilitar a la gente el aprendizaje de más sobre ello."

Para el artículo de revisión, los investigadores analizaron decenas de publicaciones que al menos superficialmente abordaron el tema, y encontraron varias docenas de estudios que implicaban análisis más exhaustivos de los papeles de los microbios en la resistencia. "A partir de eso, descubrimos algunas cosas interesantes", dice Pietri. En primer lugar, el hecho de que una cierta comunidad microbiana esté presente en los insectos resistentes no significa que la comunidad microbiana sea responsable de la resistencia. "Lo que sucede es que el insecto evoluciona para resistir a los insecticidas, y esos procesos evolutivos también cambian lo que sucede en sus cuerpos, lo que incluye a los microbios intestinales", explica. En otras palabras, los microbios son a menudo sólo pasajeros en el viaje evolutivo.

Los investigadores José Pietri, Ph.D. (que se muestra examinando una cucaracha bajo un microscopio), y Dangsheng Liang, Ph.D., son co-autores de un trabajo de revisión que examina las posibles conexiones entre los microbios que viven dentro del intestino del insecto (el microbioma intestinal) y la capacidad de los insectos para desarrollar resistencia a los plaguicidas. Tanto Pietri como Liang son científicos de Apex Bait Technologies Inc., una empresa que se centra en el desarrollo de cebos para insectos para controlar las plagas urbanas. Parte del trabajo de la compañía incluye la investigación de si la exposición a insecticidas podría alterar el microbioma intestinal del insecto. (Foto: Apex Bait Technologies Inc.)

Dicho esto, numerosos estudios mostraron que ciertos microbios a veces toman el asiento del conductor para conferir resistencia. "Hay varias maneras posibles de ayudar directamente a los insectos a tratar con las toxinas de los insecticidas, y una de ellas es un mecanismo muy directo por el cual una toxina entra en el intestino de un insecto y, a través de medios enzimáticos, los microbios la descomponen y la hacen ineficaz", dice. Otros microbios trabajan uniéndose a la toxina, lo que efectivamente elimina la toxina. Los insectos han desarrollado genes, proteínas y otros medios para ayudar a eliminar o metabolizar los insecticidas, y algunos estudios han demostrado que la presencia de ciertos microbios puede cambiar la forma en que los insectos expresan estos genes y puede aumentar la función del mecanismo de desintoxicación enzimática del propio insecto", dice Pietri. Blattella germanica) para averiguar cómo la exposición a los insecticidas podría alterar el crecimiento microbiano. "Estamos anticipando los resultados de ese estudio que saldrán a la luz a finales de este año", señala, añadiendo que el conocimiento puede ser útil para desarrollar nuevas medidas de control contra esta molesta plaga.

Fuera de su laboratorio, Pietri espera que el documento de revisión también promueva "estudios adicionales minuciosos, controlados y detallados" y fomente los esfuerzos interdisciplinarios que involucren a microbiólogos, entomólogos y otros científicos que puedan aportar diferentes perspectivas y nuevas tecnologías. Además, espera que los grupos de investigación comiencen a moverse más allá del laboratorio y hacia escenarios del mundo real.

"A partir del documento de revisión, está claro que se puede afectar la resistencia a través de diversas especies de insectos al apuntar a los microbios en un escenario de laboratorio. Ahora, me gustaría ver a la gente tomar su trabajo y traducirlo a un entorno más amplio para ver si podemos aplicarlo a un control eficaz en el campo, porque eso es en última instancia lo que queremos ser capaces de hacer", dice.

"Más allá de la lucha contra la resistencia a los insecticidas y la mejora del control de los insectos, prevé una serie de áreas de investigación sin explotar en relación con el microbioma de los insectos. Por ejemplo, un estudio podría considerar las capacidades de desintoxicación de los microbios de los insectos en la biorremediación, como la limpieza de los contaminantes en un suministro de agua, y otro podría utilizar el microbioma de los insectos como un sistema modelo para aprender cómo las bacterias del intestino humano podrían influir en la respuesta de un paciente a un medicamento.

Añade, "Este es un campo interesante, sin duda, porque hay muchas ideas que pueden ser probadas y mucho espacio para que los investigadores sean innovadores y creativos. Creo que es emocionante."

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