En la interminable guerra contra las enfermedades que los patógenos traen a los cultivos, los péptidos son un aliado vital para mejorar la calidad y el rendimiento de las plantas.

Los péptidos son cadenas cortas (entre 2 y 50 enlaces) de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos. Estas cadenas cortas se desprenden de cadenas proteicas más grandes o pueden sintetizarse, que es lo que hacen los científicos de Elemental Enzymes. Michelle Leslie, Directora de I+D - Plant Directed BioControl de Elemental, explicó que los péptidos desempeñan una serie de funciones críticas en el desarrollo de plantas y animales. Las dos categorías principales de funciones de los péptidos son 1) señalización y 2) acción directa.

Las moléculas peptídicas pueden transmitir información entre células o tejidos de un mismo organismo, o incluso entre distintos organismos, como plantas separadas, o entre una bacteria y una planta. Así es como funciona la tecnología de péptidos Vismax®, propiedad de Elemental, como una señal que alerta al sistema inmunitario de una planta para que se refuerce contra la amenaza de patógenos. Otros tipos de péptidos realizan una función que no es de señal y pueden actuar directamente sobre un patógeno, "perforando" su membrana celular para provocar su descomposición y muerte.

Si pensamos en los péptidos de acción directa como soldados que luchan contra los patógenos directamente en primera línea de ataque, por así decirlo, podemos pensar en los péptidos de señalización como exploradores avanzados que observan e informan, por ejemplo alertando al sistema inmunitario de una planta del daño inicial causado por un insecto que se alimenta de una de sus hojas.

Los péptidos naturales al servicio de las plantas se remontan al principio de la vida, pero no se han estudiado y sintetizado para otras investigaciones -incluidos los usos médicos- hasta hace aproximadamente un siglo. Algunas de las últimas novedades médicas en torno a los péptidos son su potencial para romper las placas dañinas del cerebro de los enfermos de Alzheimer y para ayudar a dirigir con mayor precisión ciertas vacunas para aumentar su eficacia.

Péptidos en la agricultura

En 1921, los científicos sintetizaron el primer péptido terapéutico, la insulina, que benefició a cientos de millones de diabéticos. Sin embargo, Leslie observó que los péptidos no entraron realmente en un periodo de investigación con fines agrícolas hasta hace unas dos décadas. Probablemente porque el primer genoma vegetal se secuenció en el año 2000.

Esto estimuló una gran cantidad de nuevas investigaciones biotecnológicas sobre péptidos e hidrolizados de proteínas. Se trata de bioestimulantes vegetales esenciales que pueden descomponerse para obtener los péptidos que los componen. A continuación, los péptidos se pueden desarrollar para que actúen de forma beneficiosa en las funciones de las plantas.

"Realmente creo que estamos sólo en la punta del iceberg de la comprensión de lo que todos los tipos de péptidos, y sus aminoácidos, pueden hacer para mejorar la salud de las plantas", dijo Leslie.

Cuando Leslie se incorporó a Elemental en 2016, el equipo de Investigación y Desarrollo todavía estaba probando péptidos relevantes para el estrés por sequía. La investigación también incluía el aislamiento de aplicaciones para la protección contra enfermedades como el enverdecimiento de los cítricos y la roya asiática de la soja (ASR). A partir de ahí, el equipo descubrió resultados inesperadamente positivos de algunos péptidos, uno de los cuales constituyó la base de Vismax.

Más usos con productos asociados

La tecnología en la que se basa Vismax complementa y amplifica los beneficios de los insumos contra enfermedades fabricados por los socios industriales de Elemental. El equipo de Elemental está investigando también las posibilidades en otros péptidos. En la superficie de una planta hay hasta 1.000 receptores conectados a distintos tejidos y tareas, que podrían ser activados por determinados péptidos en los momentos más beneficiosos para el crecimiento y el apoyo inmunitario de la planta.

Una de las vías que estudia el equipo de Leslie es trabajar con el péptido señalizador Vismax para amplificar aún más la química fungicida existente. Estos fungicidas suelen aplicarse después de que un hongo nocivo haya dañado visiblemente la planta, pero esto permitiría a los agricultores utilizar un fungicida asociado respaldado por péptidos en una fase más temprana del desarrollo del cultivo. Elemental está obteniendo resultados eficaces en ensayos sobre infecciones de trigo y cebada en Australia y contra la ASR de la soja en Brasil y Paraguay.

El equipo de Elemental está impulsado a investigar problemas agrícolas que actualmente tienen soluciones limitadas. Con ese fin, otro objetivo que Leslie ha nombrado es la mancha de alquitrán en el maíz, un hongo que ha causado graves pérdidas de rendimiento en híbridos susceptibles del Medio Oeste desde 2015. En los últimos dos años, su equipo ha realizado ensayos cerca de la sede de Elemental en San Luis para medir la eficacia de los péptidos señal contra la mancha de alquitrán.

"Estoy muy orgulloso de lo sólidas que son las pruebas que realizamos en Elemental, tanto en el laboratorio como sobre el terreno, y de lo centradas que están en la seguridad", añade Leslie. "Los péptidos se producen de forma natural y se degradan en aminoácidos de forma inofensiva cuando terminan su función en la planta. Pero aunque esperamos que sean seguros, también lo estamos demostrando en nuestras pruebas. Siempre se puede decir: 'Sí, nuestro producto es seguro', pero también hay que demostrarlo".