A la cerca d’un control de plagues específic

El grup de recerca liderat per José Luis Maestro a l’IBE estudia l’endocrinologia de la panerola alemanya. L’objectiu del grup és entendre com les hormones regulen diversos processos fisiològics en aquests organismes.

El grup de recerca "Senyals Nutricionals en Insectes" està format per un estudiant de grau, una tècnica de laboratori, un bioinformàtic i l'investigador principal, José Luis Maestro.

El grup de recerca "Senyals Nutricionals en Insectes" està format per un estudiant de grau, una tècnica de laboratori, un bioinformàtic i l'investigador principal, José Luis Maestro.

L’arribada de José Luis Maestro a l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF), un dels sis centres del Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB), va coincidir amb la inauguració del propi institut. Ell, a l’igual que altres investigadors que es troben actualment a l’IBE, va venir des de l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB) per fundar, l’any 2008, aquest centre de recerca mixt de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) i el Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC).

L’equip de Maestro a l’IBMB, Senyals Nutricionals en Insectes, es va mantenir a l’arribar a l’IBE. De fet, va ser al PRBB on es va establir més formalment com a grup de recerca.

Actualment, el laboratori que dirigeix l’investigador està format per quatre persones: un estudiant de grau, una tècnica de laboratori, un bioinformàtic i ell mateix, el líder del grup. Tot i el que comporta dirigir un grup de recerca, Maestro confessa que no pot entendre la seva feina sense passar gran part del temps al laboratori.

 

“El laboratori dirigit per José Luis Maestro estudia com les hormones regulen processos relacionats amb la reproducció en la panerola”

 

El grup de recerca centra el seu estudi en l’endocrinologia d’insectes, concretament de la panerola alemanya (Blattella germanica). És a dir, com les hormones regulen diversos processos – principalment relacionats amb la reproducció – en aquests organismes. Però, per què interessa estudiar els insectes a nivell hormonal? El control biològic de plagues, els insectes com a models de processos i l’alimentació són tres raons, molt diverses, plantejades pel grup de recerca de Maestro.

 

Control biològic de plagues

El control biològic de plagues ha sigut durant anys un dels principals objectius a assolir per part del grup de recerca. De fet, el control de certes poblacions d’insectes permetria reduir el nombre de casos de malària, per exemple, ja que es tracta d’una malaltia que es transmet a través d’un mosquit.

Per tal d’assolir aquest objectiu, el grup busca substituir l’ús de verins en insecticides per passar a incidir a nivell molecular, modificant alguna molècula vital de l’insecte. Només d’aquesta manera s’evitarà l’aparició de resistències (i, conseqüentment, l’augment de dosis d’insecticida), ja que s’estarà alterant un procés biològic propi. D’altra banda, es guanya especificitat al tractar-se d’una molècula específica d’insectes.

 

“L’equip busca modificiar molècules essencials per als insectes, com l’hormona juvenil, com a mecanisme de control de plagues específic i que generi menys resistències”

 

En aquesta línia, el grup va començar a estudiar l’hormona juvenil, la qual regula molts processos fisiològics en insectes. De fet, aquesta hormona està involucrada en la via de la insulina d’aquests organismes.

D’altra banda, l’equip de Maestro i d’altres grups de l’IBE que treballen amb paneroles, com els de la Dolors Piulachs i el Xavier Bellés, han engegat una iniciativa de mecenatge (crowdfunding) per ajudar a finançar la seva recerca sobre control de plagues. El seu objectiu és posar en marxa la tècnica d’edició genètica CRISPR-Cas9 en paneroles per intentar interferir en la seva reproducció. Per ajudar a l’equip, es poden fer donacions o ajudar a difondre la campanya “Pon freno a las cucarachas“, i així arribar a més gent.

Els insectes com a models de processos

Relacionat amb l’hormona juvenil i el control biològic de plagues, però des del punt de vista d’utilitzar els insectes com a model de processos comuns en molts animals, el grup s’ha embarcat recentment en un nou projecte: l’estudi de la via de la insulina en insectes. A diferència dels humans, que tenim dos gens que codifiquen per a pèptids que s’uneixen a receptors tipus receptor d’insulina – Insulina i Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) –, els insectes en tenen molts més; set en el cas de Drosophila melanogaster (la famosa mosca de la fruita) i de Blattella germanica i fins a 34 en el cas del cuc de seda.

El grup estudia la panerola alemanya (Blattella germanica).
El grup estudia la panerola alemanya (Blattella germanica). Imatge de David Monniaux a la Viquipèdia.

Hi ha diversos motius que van portar al grup a utilitzar la panerola com a organisme model per estudiar aquests processos bàsics:

  • Porten 30 anys treballant amb aquesta espècie i coneixen la fisiologia de la panerola al detall.
  • Es tracta, segons Maestro, d’un millor organisme model que no pas la mosca de la fruita (Drosophila melanogaster), doncs aquesta última és un insecte altament modificat. De fet, l’hormona juvenil actua com a l’hormona més important de la reproducció en la majoria d’insectes, excepte en dípters, com la Drosophila melanogaster. És per aquest motiu que, en aquest aspecte, la panerola és millor model per a entendre la resta dels insectes, en comparació amb la mosca de la fruita.
  • La panerola és un insecte hemimetàbol, és a dir, de metamorfosi simple (els organismes joves s’assemblen molt als adults, i viceversa). Diferent, per tant, dels models habituals holometàbols, de metamorfosi complexa. Això permet realitzar estudis comparatius a nivell evolutiu entre els diferents models.
  • L’ARNi, una tècnica molecular que permet inhibir la traducció de gens a proteïnes de forma específica, funciona molt bé en paneroles. Això obre la porta a realitzar experiments que permetin analitzar els gens a nivell funcional.

Maestro explica com, mitjançant l’ARNi, el seu grup va aconseguir disminuir l’expressió dels set gens de la insulina en la panerola. L’expressió va disminuir, com a mínim, un 80%. Ara, el grup de recerca de l’IBE es planteja analitzar què succeeix fisiològicament en l’insecte quan es redueixin els nivells d’una insulina determinada. Conseqüentment, podran associar una funció concreta a cada tipus d’insulina. Fins al moment, el laboratori ha comprovat que existeixen diferents patrons d’expressió al llarg de la vida de l’insecte; cada insulina s’expressa en teixits i moments diferents.

Per una altra banda, el grup també està estudiant si, a l’igual que les insulines, els seus receptors també presenten un patró d’expressió diferencial.

 

La panerola és un millor model per a estudiar la fisiologia dels insectes que no pas la Drosophila melanogaster, que és un insecte altament modificat.

 

Alimentació i insectes

Finalment, Maestro comenta la tendència actual d’estudiar els insectes com a font de nutrients. I és que sembla que, com a aliment, podrien ser beneficiosos i rentables. Per un costat, són rics en proteïnes i, aquestes, són molt similars a les dels éssers humans. Per un altre costat, són fàcils de criar i la relació despesa-producció és més favorable cap a producció que en altres organismes.

No és sorprenent, doncs, que diferents empreses hagin contactat amb aquest grup de recerca de l’IBE per informar-se sobre determinades característiques dels insectes, amb la vista posada a la seva cria – principalment per a l’ús en la fabricació de pinsos.

Podria la recerca del grup dirigit per Maestro ajudar a promoure la gastronomia dels insectes? Qui sap si, en un futur, acabarem cuinant nutritius plats d’escarabats i tèrmits a la cuina de casa.

 

 

Sobre l'autor/a
Elena Lapaz va estudiar un grau en Ciències Biomèdiques a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). El seu interès per la ciència, combinat amb la seva atracció per l’art de comunicar i la responsabilitat social, la van portar a estudiar el màster en Comunicació Científica, Mèdica i Ambiental, que actualment està cursant a la Universitat Pompeu Fabra (UPF).  

Leave a Reply

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *