Una pequeña molécula podría tener un gran futuro en la seguridad alimentaria global

Financiada por la Fundación Bill y Melinda Gates, Schmidt y su equipo se dispusieron a estudiar si podría emplearse un mecanismo biológico de origen natural llamado interferencia de ARN como arma contra la toxina de 'Aspergillus'. Este enfoque, llamado silenciamiento genético inducido por el huésped (HIGS, por sus siglas en inglés), se basa en trabajos anteriores de otros expertos que descubrieron que durante el proceso infeccioso, la planta huésped y el hongo intercambian pequeñas moléculas de ácido nucleico.

"Cuando leí sobre esto en la literatura, pensé: '¿por qué no podemos hacer un caballo de Troya para apagar esa toxina?' --relata Schmidt, que ha estado trabajando en este proyecto durante años--. Introdujimos una construcción de ADN modificado en el maíz que pasa el ARN al hongo cuando infecta la planta de maíz". Las plantas modificadas del maíz llevan un modelo genético para pequeñas moléculas del ARN, cada una solamente de cerca de 20 pares de bases de largo, solamente en los granos comestibles, no toda la planta. "El maíz está produciendo constantemente ese ARN durante todo el desarrollo del grano --explica Schmidt--. Cuando los granos entran en contacto con el hongo, el ARN se mueve hacia el hongo". Una vez dentro de las células fúngicas, las moléculas de ARN en forma de horquilla se emparejan con secuencias diana correspondientes del propio ARN del hongo que codifican una enzima necesaria para la producción de toxinas, en un proceso llamado interferencia de ARN. Esto hace que la producción de toxinas se apague, pero no afecta de ninguna otra manera al hongo, que continúa creciendo y viviendo en el maíz, aunque de manera inofensiva. El enfoque de HIGS tiene una ventaja distintiva sobre los esfuerzos existentes por mantener la aflatoxina fuera de la cadena alimentaria humana, ya que impide que el hongo forme la toxina en primer lugar, mientras que la cosecha está creciendo en el campo, en lugar de proteger los cultivos sólo después de haberlos cosechado y almacenado. Entre estos tratamientos están los ventiladores accionados por energía solar que expulsan hacia fuera el aire de las instalaciones de almacenaje o sellan cultivos en bolsas de almacenaje enormes que crean las condiciones sin aire, de forma que el hongo no puede crecer. Otros investigadores han intentado cultivar variedades de maíz que expresan proteínas antifúngicas, pero como no se conocen muchas proteínas antifúngicas, estos esfuerzos han tenido un éxito limitado, según Schmidt. Otra estrategia, iniciada por el coautor del estudio Peter Cotty, patólogo de Investigación de Plantas en el Departamento de Agricultura de Estados Unidos y la Escuela de Ciencias Vegetales de la UA, ha explorado la pulverización de plantas de cultivo con cepas de 'Aspergillus' que no producen aflatoxina, impidiendo así que sus parientes patógenos se establezcan en las plantas. La estrategia HIGS resulta prometedora porque es altamente específica y dirigida a su efecto, explica Schmidt, y podría aplicarse también a otros cultivos. En sus experimentos, el equipo infectó las plantas de maíz con 'Aspergillus' y las dejó crecer durante un mes. Mientras que las plantas de control no tratadas llegaron a niveles de toxina de entre 1.000 y 10.000 por mil millones, los niveles de toxina eran indetectables en las plantas transgénicas. "El límite de detección no es cero, pero es lo suficientemente bajo como para que el maíz sea seguro para comer", afirma Schmidt. El equipo dio un paso más e investigó la expresión genética global en los granos para ver si las plantas transgénicas de maíz tienen efectos secundarios no deseados, en cuyo trabajo se implicó el laboratorio del coautor Rod Wing, también de la escuela de UA de Ciencias de las Plantas, para comparar millares de transcripciones del ARN entre los granos de control no transgénicos y los granos transgénicos.

El equipo no encontró una sola diferencia significativa en términos de expresión génica diferencial entre los granos transgénicos y no transgénicos. Schmidt señala: "Esta planta de maíz sería como cualquier otra. El único rasgo que la distingue es su capacidad para detener la producción de toxinas, no debería tener otros efectos, pero obviamente, se necesitarán muchas pruebas antes de que puedan crecer en los campos". Su equipo eligió la revista de acceso abierto 'Science Advances' específicamente para dar a conocer sus avances porque el equipo quiere "que cualquiera con una conexión a Internet pueda acceder a los resultados, especialmente en África, donde la aflatoxina es un gran reto para la seguridad alimentaria".