Al igual que los humanos, las plantas pueden infectarse con más de un virus a la vez, lo que facilita el desarrollo de infecciones más graves y nuevas variantes de la enfermedad. Sin embargo, estas infecciones mixtas suelen estar poco estudiadas y poco comprendidas.
por Katie Bohn, Universidad Estatal de Pensilvania
Una nueva investigación dirigida por investigadores de Penn State examinó qué sucede cuando dos virus comunes, el ortotospovirus del marchitamiento manchado del tomate (TSWV) y el ortotospovirus de la mancha necrótica de la impaciencia (INSV), infectan la misma planta.
El estudio , publicado en la revista Viruses , reveló que, cuando las plantas se infectaron con ambos virus, los niveles de TSWV fueron mucho más bajos que cuando se infectaron solo con TSWV. Estos niveles también fueron inferiores a los de INSV en plantas con infección mixta, lo que sugiere una relación antagónica entre ambos virus.
Cristina Rosa, profesora de virología vegetal de la Facultad de Ciencias Agrarias, dijo que si bien son preliminares, los hallazgos proporcionan una mejor comprensión de estos virus que podría ayudar a lograr un mejor control de la enfermedad en el futuro.
«Nuestro estudio es el primero que analizó estas infecciones mixtas», afirmó. «El conocimiento generado aquí podría utilizarse en el manejo de virus vegetales transmitidos por vectores si las vías vegetales identificadas en este estudio se pueden manipular para ayudar a controlar enfermedades en las plantas. En teoría, este enfoque podría generar beneficios económicos para los agricultores».
Aunque históricamente se creía que el TSWV y el INSV eran la misma especie, dijo Rosa, ahora se consideran virus distintos. Sin embargo, presentan similitudes a nivel genómico y ecológico. Ambos infectan una amplia gama de plantas, causan síntomas como necrosis y se propagan principalmente por pequeños insectos llamados trips . Los trips se alimentan perforando la planta y succionando sus fluidos internos, lo que a menudo causa daños visibles y propaga enfermedades.
Los dos virus también existen en partes del mundo que se solapan, lo que hace que las coinfecciones en plantas sean teóricamente comunes. Rosa afirmó que estas infecciones mixtas son importantes porque cada vez que una planta se infecta con dos virus simultáneamente, aumenta el riesgo de que intercambien segmentos genéticos y produzcan nuevos virus reasortados.
Aún no se han encontrado recombinaciones de TSWV e INSV, lo que según Rosa podría deberse a varias razones.
Un estudio previo en el laboratorio de Rosa descubrió que los trips no solo pueden identificar con qué virus está infectada una planta, sino que, de hecho, prefieren poner sus huevos en plantas infectadas tanto con el TSWV como con el INSV. Sin embargo, aunque los trips de primer estadio crecen adquiriendo ambos virus, no los transmiten por igual al envejecer; los trips prefieren un virus sobre el otro.
Dado que los trips son el principal vector de los virus, Rosa explicó que esta podría ser una de las razones por las que no se han encontrado recombinaciones, ya que, si bien ambos virus pueden infectar a los trips simultáneamente, los insectos solo transmiten uno a las nuevas plantas. Otra razón, añadió, podría ser la forma en que los virus se afectan entre sí en la planta huésped.
«Cuando dos microbios infectan al mismo organismo, pueden darse dos resultados: se benefician o se perjudican mutuamente», dijo Rosa. «Esto es importante para el resultado de la infección , ya que si los virus interactúan sinérgicamente, se observaría una enfermedad más grave. Pero si son antagónicos, un virus podría reducir la capacidad biológica del otro y la gravedad de la enfermedad podría disminuir».
Tras estudiar las interacciones de los virus en los trips, Rosa y sus coautores decidieron estudiar su comportamiento en las plantas y examinar si el resultado de la coinfección se debe a interacciones directas entre virus o indirectas a través de la planta. El equipo infectó tres grupos de Nicotiana benthamiana o plantas bentónicas (un pariente cercano del tabaco) con diferentes combinaciones de virus en distintos momentos: un grupo con TSWV, otro con INSV y otro con ambos, tanto de forma simultánea como secuencial.
El equipo pudo entonces medir las diferentes cantidades de virus en las plantas y comparar infecciones simples y mixtas. También realizaron un análisis mediante secuenciación de ARN pequeño, un método de laboratorio que permite leer y medir todas las moléculas de ARN en una muestra para determinar qué genes están activos. Esto ayuda a los investigadores a comprender mejor las moléculas que transmiten instrucciones del ADN a las células vegetales para la producción de proteínas.
Tras analizar los datos, los investigadores descubrieron que el número de plantas coinfectadas era menor que el de plantas infectadas con un solo virus . La cantidad de TSWV en las plantas coinfectadas también fue menor que en las plantas infectadas con un solo virus.
En conjunto, dijo Rosa, esto sugiere una relación antagónica entre los virus, siendo el ISNV favorecido por la planta.
«Al analizar la secuenciación de ARN pequeño, observamos niveles similares de ARN pequeño de ISNV tanto en infecciones simples como mixtas», explicó. «Por lo tanto, el ISNV parece procesarse de la misma manera durante ambos tipos de infecciones, mientras que el TSWV se procesó de forma diferente. En resumen, observamos un nivel mucho menor de ARN pequeño de TSWV en infecciones mixtas en comparación con las infecciones simples».
Rosa dijo que el equipo de investigación también analizó los perfiles de micro ARN en las diferentes infecciones y descubrió que, una vez más, los perfiles de ISNV eran similares en infecciones simples y mixtas, mientras que los perfiles de TSWV eran diferentes, lo que indica que el TSWV se procesa de una manera diferente al INSV.
En el futuro, dijeron los investigadores, estudios adicionales podrían ayudar a identificar los mecanismos detrás de estas interacciones.
Más información: Md Tariqul Islam et al., El antagonismo en ortotóspovirus se refleja en el perfil de ARN pequeño de plantas, Virus (2025). DOI: 10.3390/v17060789
