Ana Carrión Moreno, Universitat de València; Daniel Pinos Pastor, Universitat de València i Maria Cristina Crava, Universitat de València

Els virus i altres patògens són considerats per la majoria de la població com a organismes nocius contra els quals cal lluitar. Però potser no tothom sap que podem aprofitar-nos de la seua capacitat infectiva i convertir-los en els nostres aliats.

Actualment, virus, bacteris i fongs són utilitzats com a eines efectives en el control biològic de plagues agrícoles. Això ens permet abandonar l'ús d'insecticides químics, que poden ser nocius per al medi ambient i acostar-nos a una agricultura (més) sostenible.

El cas de Spodoptera exigua

En aquest article parlarem sobre el cas concret de Spodoptera exigua i un baculovirus que la infecta de manera específica: el SeMNPV. Spodoptera exigua és una espècie de lepidòpter, d'arna, que durant el seu estadi larvari s'alimenta de nombrosos cultius, com el pebrot, la tomata i el cotó, entre molts altres.

Exemplar de l'arna Spodoptera exigua. CC BY

Malgrat ser una espècie originària d'Àsia, Spodoptera exigua s'ha escampat arreu del món, fins i tot pel nostre país, i causa grans danys econòmics. És ací on entra en acció el baculovirus SeMNPV.

Els baculovirus són una gran família de virus que infecten més de set-centes espècies d'insectes, la majoria, lepidòpters. Ara bé, en el cas del SeMNPV, la seua alta especificitat per Spodoptera exigua el converteix en un agent de control biològic idoni, ja que és innocu per a altres insectes, plantes i humans. A més, els baculovirus són molt persistents en el medi ambient, cosa que augmenta el seu potencial per al control de plagues.

Tants caps, tants barrets: alteració del comportament

La infecció per baculovirus provoca diferents canvis fisiològics en les larves d'aquesta arna, com una extensió del temps de muda o un canvi en la ingesta de proteïnes. A més, el SeMNPV té la capacitat d'alterar el comportament de les erugues en benefici de la seua pròpia dispersió. Així i tot, coneixem molt poc els mecanismes moleculars pels quals es produeixen aquests canvis de comportaments.

La manipulació de la conducta d'un patogen respecte al seu hoste succeeix més sovint que no ens pensem. En són exemples famosos les formigues zombis infectades per fongs (per gèneres com Ophiocordyceps spp., que van servir d'inspiració en el videojoc i més tard la sèrie de The Last of Us), i els efectes neurològics del virus de la ràbia.

En el cas de SeMNPV, els canvis comportamentals més coneguts sobre Spodoptera exigua són la hiperactivitat i l'anomenada “malaltia de la copa dels arbres”. Aquesta consisteix en el fet que les larves infectades pel virus pugen a les branques o a les fulles de la part superior de la planta, on moren liquades: els seus organismes es degraden i al final “exploten” i es tornen líquides, cosa que facilita la dispersió viral.

En el nostre grup de recerca estudiem les bases moleculars i cel·lulars darrere d'aquests canvis que produeix la infecció viral.

a) Imatge del baculovirus SeMNPV obtinguda per microscòpia electrònica. b) Larva de Spodoptera exigua en planta de pebrot. c) Larva de Spodoptera exigua morta per baculovirus. Autors: Figura a, Ada Frattini Llorens. Figures b i c, Adrià Mengual.

Alguna cosa fa pudor de socarrim: la importància del sistema olfactori

L'olfacte és un sentit clau perquè les erugues duguen a terme les funcions biològiques fonamentals, com detectar substrats adequats per a alimentar-se i evitar parasitoides, depredadors i patògens. Per aquest motiu és tan important estudiar com la infecció viral afecta la percepció olfactòria i, per tant, al seu comportament derivat, com pot ser la cerca d'aliment.

Els òrgans olfactoris de les erugues són les antenes i els palps maxil·lars. La superfície d'aquests està coberta per uns pelets diminuts anomenats sensília. Les sensílies protegeixen i encapsulen les dendrites de les neurones olfactòries, que perceben les olors a través dels receptors olfactoris.

Quan un compost orgànic volàtil (és a dir, allò que les erugues perceben com una olor concreta) entra pels porus de la sensília, aquesta s'ajunta al seu receptor específic i activa el circuit olfactori.

Imatges a microscòpia electrònica dels òrgans olfactoris de l'estadi larvari de Spodoptera exigua: antena i palp maxil·lar. Autora: Ana Carrión Moreno.

Esquema d'una sensília olfactòria que protegeix les dendrites de les neurones olfactòries. Quan un odorant entra a la sensília a través dels porus de la seua superfície, unes proteïnes específiques el condueixen fins al seu receptor odorant específic perquè s'active el circuit olfactori. Autor: Daniel Pinos

Una recerca prèvia del nostre laboratori va demostrar que la infecció per baculovirus modifica l'expressió d'alguns receptors olfactoris de Spodoptera exigua, cosa que suggereix l'alteració de la seua percepció olfactòria. Ara bé, encara queda molt per estudiar sobre els mecanismes moleculars i cel·lulars que hi ha darrere d'aquest procés d'infecció i la conseqüent alteració del comportament.

En conclusió, entendre tots aquests canvis no sols té un enorme interès per a comprendre l'evolució de la relació virus-hoste, sinó que també és rellevant en el pla ecològic. Els baculovirus són una eina de control biològic de plagues, i conèixer com afecten les larves ens ajudarà a aplicar-los de manera més efectiva.

Ana Carrión Moreno, Estudiant de Doctorat en Control Biotecnològic de Plagues (Departament de Genètica), Universitat de València; Daniel Pinos Pastor, Investigador Postdoctoral, Universitat de València i Maria Cristina Crava, Investigadora Ramón y Cajal en Entomologia, Universitat de València

Aquest article es publicà originalment en The Conversation. Llegiu l'original.