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Biblioteca de la Universidad Complutense de Madrid

Domingo, 18 de noviembre de 2018

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Investigadores de la UCM caracterizan una proteína que podría librar al maíz de sus patógenos

El maíz, especialmente el dedicado a la alimentación de animales, ocupa gran parte de la producción agrícola de nuestro país. Este cereal y muchos otros, aparte de frutos secos, especias y otros alimentos, se ven afectados por micotoxinas, que son compuestos tóxicos producidos de forma natural. Algunas de esas micotoxinas, como las aflatoxinas, son cancerígenas y para luchar contra su presencia en los alimentos, la Unión Europea está dedicando esfuerzos desde hace ya unos quince años. Un equipo de la Complutense, del que forman parte Belén Patiño y Covadonga Vázquez, del Departamento de Genética, Fisiología y Microbiología de la Facultad de Biológicas, lleva desde entonces buscando la manera de combatir esas micotoxinas. Ahora, utilizando una proteína producida por el equipo de Álvaro Martínez del Pozo, del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, han encontrado un poderoso antifúngico que podría servir para luchar contra varios de los patógenos que afectan al maíz. El trabajo se ha publicado en International Journal of Food Microbiology.

 

En España se producen millones de toneladas de maíz al año, en las que de manera natural surgen micotoxinas. El sistema de regadío por aspersión, que utilizan nuestros agricultores ya que permite aumentar las cosechas, supone al mismo tiempo un problema por la dispersión de esas micotoxinas, así que como aseguran los tres investigadores complutenses la lucha contra ellas "es uno de los mayores retos en el campo de la tecnología de los alimentos".

 

Y más todavía si tiene en cuenta que "las pautas de distribución fúngicas dependen del clima, así que la distribución puede ir cambiando por el cambio climático".

 

La línea de trabajo de Covadonga Vázquez y Belén Patiño fueron, durante años, los hongos fitopatógenos y tuvieron varios proyectos sobre Fusarium, un género de hongos que produce diferentes patologías a partir de sus diferentes formas especiales capaces de producir, por ejemplo, daños vasculares o podredumbre. De acuerdo con el catedrático de Bioquímica, Álvaro Martínez del Pozo "está publicado que Fusarium es uno de los diez hongos más dañinos para la agricultura en el mundo".

 

Tras centrar sus estudios en temas de microbiología y de proteínas antifúngicas atendieron al llamamiento urgente de la Unión Europea para comenzar a estudiar las micotoxinas, que "afectan a alimentos tan básicos de la dieta como el maíz, el trigo, los frutos secos, el vino y la cerveza". Recuerda Vázquez que hace unos quince años "en la UE sólo estaban legisladas las aflatoxinas, que son micotoxinas producidas por cepas toxigénicas de los hongos Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus, y que son el carcinógeno natural más potente que se conoce, en concreto la aflatoxina B1, producida por A. flavus".

 

Hongos microscópicos

La  colaboración entre estos tres investigadores comenzó en 1990, al probar en Biológicas una proteína purificada en Bioquímica. En ese último Departamento "se trabaja con proteínas tóxicas producidas por estos hongos, se caracterizan a fondo e incluso se llegan a hacer inmunotoxinas". Asegura el catedrático que "estas son proteínas claramente antifúngicas y muy resistentes, así que el caso es que por un lado se podría utilizar el hongo para controlar el crecimiento de los patógenos, pero al mismo tiempo los hongos que producen las proteínas son peligrosos porque también producen micotoxinas".

 

Las micotoxinas surgen en hongos microscópicos formando mohos, como los que aparecen por ejemplo en "el queso o las naranjas y los limones". Explica Martínez del Pozo que muchas de las proteínas que él purifica "pueden servir para evitar el crecimiento de estos hongos que son patógenos de cultivo, y en concreto este trabajo que ahora se ha publicado es sobre el efecto del Fusarium graminearum en el maíz".

 

F. graminearum, es un patógeno habitual de gramíneas, pero también de maíz. Los investigadores se dieron cuenta de que "cuando aparece no lo hacen dos patógenos de maíz muy importantes que también producen micotoxinas que son F. verticilloide y F. profileratum, que son los que producen fumonisinas, unas micotoxinas cancerígenas para el ser humano y muy dañinas para el maíz". Tanto, que hacen que una partida completa haya que desecharla ya que la legislación actual afirma que si una partida de grano de maíz está contaminada con esta micotoxina no se puede mezclar con otra menos contaminada para reducir el contenido global, y hay que destruirla por completo.

 

Una nueva proteína

En el estudio se describe "el descubrimiento, junto con un grupo de la Universidad de Córdoba, de una proteína nueva de F. graminearum, rica en cisteína, que es muy resistente y que se ha producido en una levadura, Pichia pastoris, que huele muy mal, pero que se considera un GRAS (Organismo Generalmente Considerado como Seguro)". Los GRAS son aquellos organismos con los que, aunque nunca se ha hecho una prueba clínica en el sentido estricto, llevamos conviviendo toda la vida y nunca ha pasado nada, como por ejemplo las bacterias lácticas de los yogures a las que se considera GRAS, porque se pueden producir y comer y no afectan a los humanos.

 

De acuerdo con Martínez del Pozo, "al purificar esta nueva proteína y producirla en un organismo seguro se puede, a largo plazo, utilizar como antifúngico". La nueva proteína ya se ha mostrado muy efectiva para controlar el crecimiento de los hongos, así que "el siguiente paso en la investigación será ver si además puede reducir la producción de micotoxinas".

 

Es cierto que en la UCM sólo se ha producido este microorganismo a pequeña escala, pero los investigadores aseguran que "el proceso de producción de esta proteína concreta es escalable y se podría llevar a producir industrialmente, entre otros motivos por sus características de estabilidad".

 

Reconoce Martínez del Pozo que aunque su equipo complutense y el de la Universidad de Córdoba fueron los que descubrieron la nueva proteína dentro del genoma de F. graminearum, "no se sabía cuál era su propiedad antifúngica, y eso es lo que han descubierto las investigadoras de Biológicas, lo que demuestra, una vez más, la importancia de colaborar entre diferentes grupos de investigación que sumen su conocimiento para obtener respuestas útiles para la sociedad".

Álvaro Martínez del Pozo, Belén Patiño, Jéssica Gil y Covadonga Vázquez en el Laboratorio de Hongos y Levaduras de Interés AgroalimentarioEl equipo de investigación ha descubierto una nueva proteína, así como su función antifúngica contra un patógeno habitual del maízCovandonga Vázquez lleva un par de décadas estudiando hongos fitopatógenos como FusariumEjemplo de hongos que producen las micotoxinas que causan patologías en alimentosEl grupo de Álvaro Martínez del Pozo trabaja con proteínas tóxicas producidas por hongos, las caracterizan a fondo e incluso llegan a hacer inmunotoxinas
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