Nuevo estudio sobre cómo se defienden las plantas de los patógenos

Las plantas, inmóviles y enraizadas en un suelo que contiene microorganismos potencialmente letales, se enfrentan a la amenaza constante de los patógenos invasores. Sin embargo, en los últimos años, los científicos han descubierto que las especies de plantas de nuestro mundo emplean sofisticadas estrategias inmunitarias que difieren, pero también comparten similitudes, con las formas en que cuerpos los humanos combaten las infecciones.

En un estudio publicado en la revista Nature, científicos de Yale describen un interruptor molecular clave de «encendido-apagado» que permite a las plantas movilizar sus sistemas de inmunidad frente a patógenos microbianos. Los hallazgos no sólo tienen implicaciones directas para el manejo de cultivos y posiblemente para proteger a las plantas de los efectos del cambio climático, sino también para comprender mejor el sistema inmunológico humano.

Una estrategia de defensa en plas plantas con separación de fases

«Las plantas están más relacionadas con nosotros, en ciertos aspectos, de lo que comúnmente pensamos«, afirma el autor principal del estudio, John MacMicking, investigador del Instituto Médico Howard Hughes, miembro del Instituto de Biología de Sistemas de Yale en West Campus y profesor asociado de patogénesis microbiana e inmunobiología en la Facultad de Medicina de Yale. «Por ejemplo, tienen muchas familias de genes inmunes innatas que son similares a las nuestras, e históricamente las plantas se han utilizado para establecer principios fundamentales de las defensas del huésped y la tolerancia a enfermedades«.

A diferencia de los humanos, las plantas carecen de un sistema inmunológico adaptativo que «recuerde» patógenos específicos y luego organice una defensa personalizada. En el estudio, MacMicking y sus compañeros investigadores exploraron los sofisticados programas de defensa autónomos de células que las plantas emplean contra los patógenos. Resulta que lo que les falta en anticuerpos personalizados, lo compensan ampliando enormemente su repertorio de respuestas inmunitarias innatas, que montan una defensa más generalizada contra todas las infecciones.

Por ejemplo, una de estas estrategias involucra proteínas inmunes innatas que se transforman en un estado «similar a un gel» para desencadenar respuestas inmunes. Este proceso, llamado separación de fase líquido-líquido, permite que las actividades biológicas se concentren en compartimentos sin membranas dentro de las células. El equipo de Yale descubrió que las proteínas inmunitarias de las plantas, conocidas como GTPasas de tipo proteína de unión a guanilato (GBPL), crean compartimentos similares a líquidos dentro del núcleo que originan una concentración de proteínas que impulsan la actividad de los genes de defensa del huésped durante la infección. Este compartimento de fases separadas también excluye las proteínas inhibidoras del exterior del núcleo como parte de un interruptor de «encendido-apagado» espacialmente separado. La separación de fase líquido-líquido es una nueva frontera para comprender cómo las células compartimentan sus actividades biológicas, según MacMicking.

«Todos los organismos, desde las bacterias unicelulares hasta las plantas y los humanos, defienden su genoma de las amenazas externas«, agrega MacMicking. «La separación de fases puede ser un mecanismo evolutivo generalizado para organizar estas actividades de defensa como parte de la respuesta inmune autónoma de la célula«.

Fuente: Nature.