Combatir el fuego bacteriano con bacteriófagos: una realidad cada vez más cercana

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El fuego bacteriano es una de las enfermedades fitosanitarias más difíciles de controlar, de prevenir y de erradicar; de hecho, no existen tratamientos químicos que hasta ahora lo hayan conseguido.

Si estás aquí porque te interesa cómo tratar el fuego bacteriano con bacteriófagos, queremos decirte que en Kimitec somos conscientes de la problemática que como agricultor de frutales de pepita puedes sufrir en tu cultivo debido a las infecciones por la bacteria Erwinia amylovora (Ea) que afecta a las plantas pertenecientes a la familia Rosaceae.

Como expertos en soluciones naturales y biotecnológicas para el sector fitosanitario estamos trabajando en PhageFire, un biopesticida basado en fagos para eliminar la bacteria Ea de una forma natural, eficaz y sostenible.

Si quieres saber cómo los fagos pueden lograr vencer a Erwinia amylovora, acompáñanos a descubrirlo en este artículo.

¿Qué son los fagos y cómo transcurre su ciclo vital?

Se encuentran de forma natural en el medio ambiente, a medio camino entre la materia viva e inerte y aun siendo los organismos más abundantes de la tierra, su tamaño te impide observarlos a simple vista (ni siquiera los microscopios convencionales alcanzan a mostrarlos).

No es un acertijo. Son los bacteriófagos, también conocidos como fagos o virus que afectan a las bacterias: poseen la capacidad de infectar las bacterias para después destruirlas y reproducirse.

En el campo de la medicina ya se usan y son muy reconocidos debido a su aplicación contra bacterias multirresistentes, una problemática cada vez más frecuente producto del mal uso de los antibióticos. Sin embargo, en los últimos años se está explorando su potencial para controlar las enfermedades bacterianas fitopatógenas (las que afectan a las plantas), como el fuego bacteriano.

Antes de indagar más en sus beneficios dentro de la industria agrícola, es importante saber cómo se comportan.

El funcionamiento de los fagos es semejante al de otros virus: necesitan infectar a una célula anfitriona para reproducirse. Su modo de acción, también llamado bacteriólisis consiste en colonizar la célula bacterial hospedera hasta lograr disolverla.

Mediante el ciclo lítico, el fago, éste completa su ciclo de vida culminando el proceso de infección. El proceso se compone de las siguientes fases:

  1. En primer lugar,el fago se fija en la célula huésped y empiezan el proceso para codificar sus productos genéticos, es decir, para inyectar instrucciones que alteran o destruyen la pared celular de la bacteria.
  2. El fago copia su propio ADN dentro de la bacteria; se autorreplica para poder reproducirse.
  3. En tercer lugar se incorpora a las partículas infecciosas fabricadas en el proceso, liberando nuevas partículas de fago.
  4. Para culminar el ciclo lítico se produce la lisis, es decir, la explosión de la célula hospedera, que ‘lisa’ y muere en el proceso, tras haber permitido la reproducción de múltiples fagos.

Una vez completado el proceso, y liberados los nuevos fagos, estos van en busca de nuevas células bacterianas que puedan utilizar como anfitrionas para repetir el ciclo. Esto permite que se propague de forma exponencial, (he aquí su fortaleza).

La característica especial de los fagos es su especialización: existen diferentes tipos y cada uno se dirige a unas bacterias específicas. Esto permite dirigirlos para que no ataquen a las cepas deseables y acaben con aquellas no deseadas de una forma rápida y concisa.

Beneficios y ventajas del uso de bacteriófagos en agricultura

Para el sector agrícola hay una necesidad cada vez más evidente de sustituir productos químicos por productos naturales que nos proporcionen una alimentación más saludable. Una mayor calidad y eficacia de los productos naturales es posible utilizando los procesos biotecnológicos con los que hoy en día contamos para poder alcanzar esos estándares.

Por eso proponemos utilizar los fagos como estrategia sostenible para reducir el uso de pesticidas de síntesis química en la industria agroalimentaria. Una de las ventajas que hemos encontrado es que, en la fase lítica, cuando se compromete la supervivencia de la población bacteriana que tienen como objetivo, algunos fagos producen señales químicas que provocan la transición hacia otro tipo de ciclo posible: el ciclo lisogénico, que permite al fago reproducirse sin matar a la bacteria anfitriona. Esto permite la supervivencia de la célula hospedadora hasta que el fago se encuentre la forma de reproducirse.

Bajo esta premisa, los beneficios y ventajas de los fagos en la agricultura en plagas como el fuego bacteriano (FB) son:

Especificidad en su modo y lugar de acción

Solo atacan a las bacterias de su mismo tipo, por lo que evitamos dañar a las cepas que nos resultan deseables para nuestros cultivos. Además, los fagos se replican de forma exclusiva en el lugar de la infección, hasta que producen que la bacteria hospedera muera.

No son perjudiciales

Los fagos no son tóxicos para las células eucariotas, aquellas que contienen núcleo y engloban las células animales y vegetales entre otras. Son inofensivas para los seres humanos, los animales y el medio ambiente.

No generan resistencias

A diferencia de los antibióticos y de la problemática que presentan, los fagos evolucionan, se adaptan y rara vez generan resistencias.

¿Residuos? No gracias

Los fagos no causan residuos, son ecológicos y amables con el medioambiente. Una vez que no tienen bacterias objetivo en las que realizar su ciclo lítico, no prosperan y mueren.

Adaptabilidad, solos o acompañados

Los fagos pueden usarse solos o agrupados para tratar infecciones en curso, es decir, tienen una adaptabilidad alta según los requerimientos que necesite el cultivo.

Con ‘pocos’ se puede ‘hacer mucho’

Por su propia naturaleza son autorreplicantes, es decir, una vez terminado el ciclo lítico se liberan nuevos fagos que de nuevo inician un nuevo ciclo e infectan a las bacterias restantes. El resultado es que con un número reducido de fagos y en un corto periodo de tiempo se pueden lograr muchos resultados.

Producción económica y sencilla

El aislamiento de los fagos, su producción y almacenamiento es asequible.

¿Qué es el fuego bacteriano y cómo afecta a las plantas?

Bajo la problemática que ocasionan las plagas cuarentenarias, es decir, aquellas que tienen suma importancia económica y ambiental para el área en que se reproducen, por lo tanto competen a las autoridades pertinentes, encontramos el fuego bacteriano.

Placa petri con fuego bacteriano

El fuego bacteriano (FB) es una de estas enfermedades de cuarentena causada por la bacteria Erwinia Amylovora (Ea), originaria de Estados Unidos y presente en Europa desde los años 50. Afecta principalmente a los cultivos de las familias de plantas rosáceas (frutales de pepita como el peral, manzano, membrillero o níspero), como hemos mencionado al inicio de este artículo. Es su enfermedad más grave, ya que puede producir que la planta muera en un corto periodo de tiempo.

A diferencia de los antibióticos, la resistencia a los fagos por parte de las células bacterianas en poblaciones naturales de Erwinia Amylovora, es muy rara. Al no tener propensión a generar resistencias, y al ser su tasa de mutación y replica más rápida que la de las bacterias, los cócteles de fagos, conjunto de fagos para realizar una terapia sobre una plaga, están dando resultados muy positivos.

Es de suma prioridad desarrollar una solución integrada basada en fagos que permitan a los agricultores controlar las infecciones provocadas por Ea, con una menor dependencia de los productos químicos nocivos y antibióticos.

Por ello, en Kimitec hemos empezado a buscar una solución a esta problemática con el proyecto PhageFire, destinado a desarrollar un plaguicida hecho con sustancias naturales de plantas y microorganismos, o de las sustancias que liberan (bioplaguicida), basado en fagos. El primero y único de Europa, con un potencial escalable en la protección de las enfermedades vegetales.

PhageFire, el producto natural basado en fagos que puede eliminar el fuego bacteriano

PhageFire es un proyecto H2020 financiado por la Unión Europea para desarrollar un producto natural basado en fagos que tiene el objetivo de combatir de una forma rápida, eficaz y natural la enfermedad del fuego bacteriano causada por Erwinia amylovora.

Para este proyecto se ha creado un consorcio de socios formado por la asociación de productores de La Rioja, Peras del Rincón de Soto, la consultora Enviroinvest de Hungría experta en producción, autorización y comercialización de plaguicidas a base de fagos; ZHAW (Suiza) – un centro de investigación superior en terapia de fagos y Kimitec, especialista en el diseño, desarrollo y comercialización de soluciones naturales para la agricultura. .

En este punto del proyecto, en el que hemos realizado ya importantes avances científicos y tecnológicos en el uso de fagos para el control de Erwinia amylovora en modelos vegetales, Kimitec y el resto de los miembros del consorcio poseemos una biblioteca de fagos líticos aislados de forma natural a Ea.

Nuestro objetivo, dentro del proyecto H2020, es escalar de forma industrial la solución basada en fagos que Enviroinvest y ZHAW han desarrollado y lograr que ésta sea homogénea y estable. Y permitir a los productores de frutas de pepita como Peras del Rincón de Soto, quienes colaboran en los ensayos de campo del producto, y cualquier otro productor de la familia de plantas rosáceas luchar contra la plaga de fuego bacteriano.

Planteamos esta solución eficaz y segura con un rendimiento duradero contra la Ea. Las características del producto que estamos desarrollando con el proyecto PhageFire son: que es una solución eficaz y segura para una amplia gama de cepas de Ea, asequible, fácil de administrar, persistente y respetuoso con el medio ambiente. Queremos que tú, como agricultor puedas reducir las pérdidas económicas producidas por esta enfermedad y logres una productividad natural, reduciendo la dependencia a productos químicos de síntesis o tóxicos sobre tus cultivos.

Estamos poniendo en marcha la producción a escala comercial, pero algo tenemos claro… ¡Queremos que formes parte de esta revolución!

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