Tienes las defensas bajas ¿Cuántas veces hemos escuchado la frase cuando nos enfermamos por haber contraído infecciones por algún tipo de agente patógeno como bacterias, virus, hongos o algún parásito? Si bien es cierto que todos tenemos una máquina que nos protege y defiende de estos agentes patógenos, también es cierto que no siempre tiene éxito, y es en ese momento, cuando atacan las infecciones causadas por estos bichos microscópicos o por ingerir huevecillos de parásitos que producen pavor y hasta repulsión como las tenias (Taenia solium), mejor conocida como solitaria.
¿Cómo es esta maquinaria de defensa?
La maquinaria de defensa de los seres humanos está compuesta por toda una red de células y respuestas humorales, tales como los macrófagos, Linfocitos B, Linfocitos T, basófilos, eosinófilos, tejidos como los ganglios linfáticos, entre otros, que son generados por nuestro propio cuerpo. Además, se ha descrito que el sistema inmunitario de los humanos tiene varias líneas de defensa: la Inmunidad innata (natural o inespecífica) que permite controlar la mayor parte de los agentes patógenos que llegan al organismo; la Inmunidad adquirida (adaptativa o específica) que proporciona al organismo una respuesta frente a cada agente infeccioso, y que además, se caracteriza por presentar memoria inmunológica propia, la cual evita que el mismo agente infeccioso provoque enfermedad en una segunda infección; y las Barreras naturales, como el cerumen de los oídos o el incómodo moco que sale por nuestra nariz, las cuales protegen de la infección de estos agentes patógenos.
Este tipo de sistema defensivo no es exclusivo del humano, también se ha descrito en otras especies animales (otros mamíferos, aves, anfibios, reptiles e incluso insectos), en los que se describe una maquinaria de células y respuestas humorales que son producidas por sus mismos órganos, para intentar contrarrestar enfermedades causadas por diferentes agentes patógenos como el parvovirus canino, la gripe porcina A(H1N1), la gripe aviar A(H5N1), la cisticercosis (causada por Taenia solium), entre otros. Pero, ¿te has preguntado si otros seres vivos como las plantas, también cuentan con un sistema de defensa parecido al de los animales o al de nosotros?
La respuesta es ¡sí!
Por ser las plantas organismos sésiles, quizás pensamos que éstas solo nacen, crecen, se reproducen y mueren, y no se defienden de sus posibles atacantes. Las amenazas que mayormente conocemos son la falta de agua (sequía), el exceso de lluvia y las temperaturas extremas, factores clasificados como de estrés tipo abiótico, lo que significa que las plantas sufren de estrés.
Además de estas amenazas, también tienen problemas de salud como nosotros, provocados por microorganismos patógenos como las bacterias y los hongos, algunos insectos, nemátodos y virus, que son considerados como factores de estrés biótico. Ejemplos de ellos son: la bacteria Xantomonas orizae que causa la pudrición de cultivos de vainas de arroz; el hongo Botrytis cinerea causante del moho gris o pudrición de cultivos de fresa, zarzamora, tomate, entre otras siembras; y dentro de los virus, uno de los más comunes es el Virus del Mosaico del Tabaco que afecta principalmente al tabaco.
Como podemos ver, los humanos no somos los únicos que tenemos problemas de salud y de estrés. Las plantas también los tienen, de tal manera que, debido a sus estrategias de defensa son organismos que han triunfado en la cadena evolutiva y selectiva.
Hasta el momento, sabemos que las plantas son una alternativa efectiva para contrarrestar muchas de nuestras enfermedades, pues de ellas extraemos una gran cantidad de compuestos, algunos de los cuales son reconocidos como fármacos. Sin embargo, a estos seres vivos ¿Quién los protege o cómo se protegen?
Generalmente, lo más conocido de esta defensa vegetal son los mecanismos tanto estructurales como bioquímicos, ya que las plantas han desarrollado barreras físicas como ceras, espinas, vellosidades, tricomas, entre otras, así como estrategias para la síntesis de compuestos químicos que son el arsenal para atacar a sus enemigos, inhibiendo el embate o eliminándolos (ver Saber Más 51:19-21).
Pero, ¿las plantas desarrollan inmunidad frente a sus atacantes?
Aunque en las plantas no se ha descrito un sistema de respuesta inmune compuesto por células similar al de humanos, éstas han desarrollado mecanismos que detectan la presencia de microorganismos patógenos, donde las moléculas liberadas suelen ser reconocidas por receptores acoplados a la membrana de las células de las plantas. Posteriormente a esto, se desencadenan una serie de señales intracelulares que generan la liberación de fitohormonas como el ácido salicílico, el ácido jasmónico y el ácido abscísico, los que además de regular el crecimiento y desarrollo vegetal, también regulan la expresión de genes de respuesta inmune de las plantas. Así es, las plantas tienen mecanismos considerados como de inmunidad; pero, ¿cómo es esta respuesta?
Estas moléculas activan diversos genes de defensa para mejorar la fortificación de la pared celular, para la producción de proteínas de resistencia a patógenos, para la producción de metabolitos secundarios como la camalexina, que funciona como una fitoalexina y cuya función es la de disuadir a patógenos como bacterias y hongos.
Por si fuera poco, las plantas tienen sistemas de defensa contra patógenos que se asemejan al de nosotros, pues en éstas también se desencadenan respuestas rápidas ante infecciones y respuestas de memoria, mecanismo descrito como la respuesta hipersensible en plantas, que consiste en que las células que han sido infectadas en una parte de la planta, mueren para evitar la propagación de la infección hacia los demás órganos de la planta, deteniendo así el avance del patógeno. Además, las plantas cuentan con la respuesta sistémica adquirida, que implica mecanismos complejos de señalización desde donde es el ataque hacia toda la planta; es un mecanismo que alerta para atacar al patógeno y que induce otras formas de defensa.
Actualmente esto puede causar controversia, ya que cuando hablamos de sistema inmune, inmediatamente pensamos en células de defensa especializadas y anticuerpos. Aunque hasta el momento, no se ha descrito que las plantas generen este tipo de células o partículas especializadas que reconozcan patógenos y los eliminen, ya vimos que tienen células que cuentan con diversos mecanismos generados por ellas mismas para protegerse.
Si bien se evita llamarle sistema inmune a estos mecanismos que ocurren en las plantas, nombrándose como respuesta de defensa contra patógenos, con el análisis de ciertas respuestas de defensa se observa que se asemejan tanto en humanos como en plantas, lo cual nos hace relacionar ambos conceptos, señalando de esta manera y tajantemente que, si bien no se les llama igual, el objetivo de estos sistemas es el mismo: la defensa del hospedero.
Adicionalmente, las plantas cuentan con líneas de defensa las cuales son inmunidad asociada a patrones moleculares asociados a patógenos (PTI, por sus siglas en inglés) e inmunidad asociada a efectores (ETI, por sus siglas en ingles), donde la primera línea es activada por patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs, por sus siglas en inglés); mientras que la segunda línea de defensa es activada por efectores moleculares y es una línea de defensa más robusta y sostenida que la primera.
La respuesta inmune como defensa en plantas
Cabe mencionar que en humanos también se reconocen diferentes PAMPs a través de la maquinaria involucrada en la respuesta inmune. Ambas líneas de defensa en plantas, regulan la expresión de fitohormonas como el ácido salicílico y el ácido jasmónico, los cuales pueden tener actividades independientes, sinérgicos o de competencia entre sí, dependiendo de las necesidades de defensa de la planta.
Comparando ambos sistemas, el de plantas y el de mamíferos, los dos tienen mecanismos de reconocimiento de patógenos; ambos tienen memoria de defensa; en ambos casos el reconocimiento de un patógeno implica la activación de cascadas de señalización que activa la producción de otras sustancias que ayudan en la defensa; ambos tienen respuestas localizada y sistémica; y además, recientemente se reporta que en plantas, la preexposición a moléculas de origen microbiano, puede ayudar a entrenar el sistema de defensa y a desencadenar respuestas efectivas en eventos posteriores ante los patógenos.
Esto último, es similar al efecto que presentan las vacunas hechas con virus atenuados, que ayudan a entrenar al cuerpo humano para eventos de exposición posterior, como es el caso de las vacunas contra el sarampión, la hepatitis B o la influenza. Todo lo anterior resulta interesante, ya que abre una puerta hacia nuevas alternativas para el cuidado de cultivos de interés agrícola, lo cual se puede traducir en la reducción de pérdidas económicas en ese sector a causa de infecciones por patógenos.
Aún quedan dudas por esclarecer acerca del sistema de defensa de las plantas; sin embargo, como aporte inicial, en este artículo expusimos un análisis concreto que permite aseverar que las plantas tienen un sistema inmune como parte de sus respuestas de defensa contra patógenos.
Ojito-Ramos K. y Portal O. (2010). Introducción al sistema inmune en plantas. Biotecnología vegetal, 10(1):3-19.
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https://www.redalyc.org/pdf/612/61221317.pdf
Cristhian Said Solis Ortiz, Estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas en la Opción Químico Biológicas del Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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Homero Reyes de La Cruz, Profesor-Investigador responsable del Laboratorio de Biotecnología Molecular de Plantas del Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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