Un grupo de medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (AINE) puede resultar valioso para investigar los mecanismos moleculares inherentes a la inmunidad de las plantas, según los científicos de plantas de RIKEN. Sus resultados también pueden ayudar a mejorar las técnicas de edición del genoma para cultivos.
por RIKEN
Muchos AINE, incluida la aspirina, se derivan de una hormona de señalización de defensa vegetal llamada ácido salicílico. En las plantas, los niveles de ácido salicílico aumentan en respuesta a ataques patógenos de virus, hongos y bacterias. El tratamiento externo con ácido salicílico también puede potenciar las respuestas inmunitarias de las plantas. Sin embargo, los mecanismos precisos que subyacen a las vías de señalización del ácido salicílico no están claros, en parte porque el compuesto desempeña múltiples funciones y actúa de manera diferente en diferentes plantas.
Ken Shirasu del Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles ha pasado muchos años estudiando la inmunidad de las plantas . En 1997, demostró que el ácido salicílico induce la señalización inmunológica. Cuando se encuentran con un patógeno, las plantas activan la actividad del ácido salicílico para inducir la muerte celular local como respuesta inmunitaria clave.
«La genética química ha recorrido un largo camino desde entonces, por lo que decidí volver a mi experimento inicial con mi equipo aquí en RIKEN», dice Shirasu. «Reestablecimos el ensayo utilizando un sistema de cultivo celular de la planta modelo Arabidopsis».
Dado que el equipo de Shirasu sabía que el ácido salicílico interactúa con una proteína llamada NPR1, un regulador crítico de los genes relacionados con la inmunidad, utilizaron el gen que codifica NPR1 como marcador de la activación del ácido salicílico en su modelo. Los investigadores exploraron si otros AINE podrían aumentar la inmunidad de las plantas cuando se enfrentan a la bacteria que causa la enfermedad de las motas bacterianas. El sistema de cultivo celular les permitió examinar rápidamente miles de sustancias químicas para encontrar imitadores funcionales de ácido salicílico que causaran la muerte celular mediada por el sistema inmunitario.
«La mayoría de los productos químicos que probamos iniciaron respuestas inmunitarias similares a las del ácido salicílico, pero encontramos tres AINE ‘tipo oxicam’ que, en cambio, suprimieron la señalización inmunitaria», dice Shirasu. «Esto fue muy curioso».
Cuando el equipo examinó la actividad del más potente de los tres, el tenoxicam, descubrió que el tenoxicam evita que la proteína NPR1 se acumule en los núcleos celulares.
«Creemos que el tenoxicam aumenta los genes relacionados con el estrés oxidativo, lo que induce la oxidación y altera el estado redox celular», dice Shirasu. «NPR1 está regulado por el estado redox, por lo que esta interrupción inhibe la vía del ácido salicílico de la planta».
«Estos AINE brindan una herramienta única para diseccionar la vía de señalización del ácido salicílico y mejorar nuestra comprensión de la inmunidad de las plantas», agrega Shirasu.
Una posible aplicación de este hallazgo podría ser la edición del genoma. Agrobacterium se usa a menudo para transformar plantas genéticamente, pero algunos cultivos son resistentes a la infección. Los AINE de tipo Oxicam pueden proporcionar una forma de desactivar la inmunidad para que la transformación pueda funcionar.
