Un nuevo estudio publicado en Science por un equipo de científicos de los cinco continentes, dirigido por el profesor asociado Brande Wulff de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), informa sobre un evento molecular previamente desconocido que inicia la respuesta inmunitaria a una importante enfermedad del trigo.
por la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah
Los hallazgos proporcionan estrategias para diseñar trigo con una inmunidad más fuerte contra la infección.
Como alimento básico para miles de millones de personas y una de las principales fuentes de alimento para animales, el trigo es uno de los productos alimenticios más importantes del mundo. Esta importancia explica por qué una pandemia de trigo podría ser incluso más devastadora que una pandemia humana.
«El cambio climático está provocando la aparición de enfermedades en lugares nunca antes vistos. Necesitamos más estudios sobre la inmunidad de las plantas para desarrollar tecnologías que protejan valiosos cultivos alimentarios», afirmó Wulff.
Al igual que los animales, las plantas tienen sistemas inmunitarios muy diferentes. Los vertebrados, incluidos los humanos, dependen de las células sanguíneas para su inmunidad. Estas células emiten tipos específicos de proteínas que se unen a un patógeno y lo eliminan. Al carecer de sistema circulatorio, las plantas han desarrollado un sistema inmunitario diferente, pero igualmente eficaz. El reto reside en comprender las reacciones moleculares específicas que provocan la muerte de la planta y, por lo tanto, su supervivencia ante un patógeno invasor.
El estudio muestra los primeros eventos moleculares que ocurren dentro de las células vegetales en respuesta a la roya del tallo , un hongo que recibe su nombre porque las plantas infectadas presentan pústulas marrones en sus tallos y hojas cuando se infectan. A veces conocida como la «polio del trigo», la roya del tallo ha sido históricamente la causa de numerosas hambrunas. Si bien las prácticas agrícolas han producido trigo resistente, la propagación inesperada de la roya del tallo puede arruinar las cosechas.
La reacción inmunitaria comienza cuando la roya del tallo interactúa con un tipo específico de proteína conocida como «quinasas en tándem». Las quinasas son moléculas universales que también intervienen en la inmunología humana y contribuyen a la captación de glucosa , la formación de vasos sanguíneos, el desarrollo neuronal y más. Las quinasas en tándem reciben su nombre porque están físicamente unidas. También son conocidas por su papel en la inmunidad de las plantas.
Si bien su importancia en la inmunidad a la roya del tallo no sorprende, el estudio muestra las reacciones moleculares iniciales que las quinasas en tándem llevan a cabo para lograr una respuesta inmunitaria. Esta respuesta finalmente mata la célula, privando al patógeno de los nutrientes que extrae parasitariamente. Por lo tanto, el patógeno no prolifera ni infecta más células, muriendo junto con su huésped patógeno.
En ausencia del patógeno, Wulff y sus colegas descubrieron que las quinasas en tándem se unen entre sí, casi como esposas, manteniéndolas inactivas. Sin embargo, cuando un patógeno se une a una de las quinasas, libera las esposas, liberando así a la otra quinasa para activar la respuesta inmunitaria . Este mecanismo nunca antes observado proporciona información sobre cómo diseñar trigo con mayor resistencia a enfermedades amenazantes.
Debido a la conservación evolutiva del mecanismo inmune en los cereales y contra otros patógenos, el estudio proporciona un marco para fortalecer los cultivos de cereales contra muchas enfermedades.
La mayoría de los países consideran que el trigo es fundamental para sus políticas alimentarias y su seguridad alimentaria. Cuanto mejor comprendamos cómo reacciona el trigo a los patógenos, más podremos asegurar de forma sostenible el suministro de alimentos para la creciente población mundial, afirmó Wulff.
Su facilidad de cultivo, almacenamiento y procesamiento, así como su valor nutricional , han convertido al trigo en el cultivo más producido y comercializado del mundo. En los últimos diez años, se han cultivado más de 750 millones de toneladas anuales. En contraste, el arroz, otro alimento básico importante, apenas ha superado los 500 millones de toneladas en el mismo período.
Wulff también es copresidente del Centro de Excelencia para la Seguridad Alimentaria Sostenible. Este centro realiza investigación científica para mejorar la producción sostenible de alimentos, especialmente en entornos áridos.
Más información: Renjie Chen et al., Una quinasa en tándem del trigo activa un NLR para desencadenar la inmunidad, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adp5034 . www.science.org/doi/10.1126/science.adp5034
