Las proteínas Bt, producidas por la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt), han revolucionado el manejo de las plagas agrícolas. Desde principios del siglo XX, cuando se descubrió el efecto insecticida de las bacterias del género Bacillus, estas han sido utilizadas para el control de plagas debido a su eficacia y su bajo o nulo impacto en organismos benéficos y en otros insectos del sistema productivo que no son considerados plaga de los cultivos.
Utilización de los Bacillus y aislamiento de las proteínas Bt
En las primeras etapas, diferentes cepas de Bacillus con efecto insecticida han sido utilizadas en cultivos de manera foliar bajo el marco regulatorio de insecticidas biológicos. A partir del aislamiento de las proteínas Bt, se logró la introgresión de los genes que sobre expresan estas proteínas en cultivos, obteniendo así los primeros cultivos transgénicos (GMO) con tecnología Bt. El primer cultivo que se comercializó con este tipo de tecnología fue el maíz, marcando así una nueva era en la protección de los cultivos. En la literatura científica existen numerosos trabajos que evalúan el impacto de la tecnología Bt en cultivos de maíz (Horikoshi et al., 2021, Waqui et al., 2013), soja (Chen et al., 2021, Kahn et al., 2021) y algodón (Ismael et al., 2002), destacando su impacto positivo en la reducción de las pérdidas en los rendimientos y una menor utilización de insecticidas químicos, logando así reducir el impacto ambiental de los sistemas productivos.
Modo de acción de las proteínas Bt
Las proteínas Bt, principalmente las toxinas Cry y Cyt, tienen un modo de acción específico que afecta solo a ciertos insectos plaga, especialmente lepidópteros, dípteros y coléopteros (Koch et al., 2015), pero no a otros organismos. Estas proteínas actúan cuando las larvas de los insectos susceptibles ingieren las esporas y cristales proteicos de Bt al alimentarse de las plantas tratadas. Las toxinas Cry y Cyt se encuentran en estos cristales proteicos. Dentro del intestino del insecto, las proteínas Bt son activadas mediante proteólisis. Las toxinas activadas se unen a receptores específicos en las células intestinales del insecto, provocando la ruptura de las membranas celulares, lo que resulta en la pérdida de funcionalidad y estructura celular, parálisis del tracto digestivo, infección bacteriana secundaria y finalmente, la muerte del insecto.
Seguridad de las proteínas Bt
Un componente esencial de las propiedades insecticidas altamente selectivas de la mayoría de estas proteínas es que requieren interactuar con receptores específicos. Se ha demostrado que la superficie epitelial del tracto gastrointestinal de insectos y mamíferos no objetivo (incluidos los humanos) carece de receptores de alta afinidad para estas proteínas (Koch et al., 2015). En los mamíferos, las proteínas Bt se descomponen rápidamente en los sistemas digestivos ácidos, minimizando el riesgo de toxicidad.
Conclusión
Las proteínas Bt han transformado el manejo de las plagas agrícolas, ofreciendo una solución efectiva y respetuosa con el medio ambiente. Desde su descubrimiento a principios del siglo XX hasta su implementación en la biotecnología moderna, la tecnología Bt ha demostrado ser una herramienta esencial para la agricultura sostenible. Su mecanismo de acción específico y su seguridad para organismos no objetivos destacan su importancia en la protección de cultivos y la conservación del entorno natural. Sin embargo, el desarrollo de resistencia de los insectos a las toxinas Bt pone en peligro su eficacia a largo plazo. Es por ello que resulta de suma importancia el correcto uso de esta tecnología para evitar la generación de resistencias de las plagas y por consiguiente la pérdida de efectividad de estas toxinas. Un continuo progreso en las investigaciones (por ejemplo, toxinas con afinidad a nuevos receptores) sumado a un correcto uso de refugios y rotaciones de cultivos permitirán una mayor vida útil a estas herramientas biotecnológicas.
Referencias
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Horikoshi, R. J., Vertuan, H., de Castro, A. A., Morrell, K., Griffith, C., Evans, A., … & Head, G. (2021). A new generation of Bt maize for control of fall armyworm (Spodoptera frugiperda). Pest Management Science, 77(8), 3727-3736.
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