Buscando un control de plagas específico

El grupo de investigación liderado por José Luis Maestro en el IBE estudia la endrocrinología de la cucaracha alemana. Su objetivo: entender cómo las hormonas regulan los procesos fisiológicos en estos organismos.

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El grupo de investigación en "Señales Nutricionales en Insectos" del IBE está formado por un estudiante de grado, una técnica de laboratorio, un bioinformático y el investigador principal, José Luis Maestro.

La llegada de José Luis Maestro al Instituto de Biología Evolutiva (IBE: CSIC-UPF), uno de los seis centros del Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB), coincidió con la inauguración del propio instituto. Él, al igual que otros de los actuales investigadores del IBE, vino desde el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB) para fundar, en el año 2008, este centro de investigación mixto de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

El equipo de Maestro en el IBMB, Señales Nutricionales en Insectos, se mantuvo al llegar al IBE. De hecho, fue en el PRBB donde se estableció más formalmente como grupo de investigación.

Actualmente, el grupo del investigador está formado por cuatro personas: un estudiante de grado, una técnica de laboratorio, un bioinformático y él mismo, el líder del grupo. A pesar de todo lo que comporta dirigir un grupo de investigación, Maestro confiesa que no puede entender su trabajo sin pasar gran parte del tiempo en el laboratorio.

 

El laboratorio dirigido por José Luis Maestro estudia cómo las hormonas regulan diversos procesos relacionados con la reproducción en la cucaracha.

 

El grupo de investigación centra su estudio en la endocrinología de los insectos, concretamente de la cucaracha alemana (Blattella germanica). Es decir, cómo las hormonas regulan diversos procesos – principalmente relacionados con la reproducción – en estos organismos. Pero, ¿por qué interesa estudiar los insectos a nivel hormonal? El control biológico de plagas, los insectos como modelos de procesos y la alimentación son tres razones, muy diversas, planteadas por el grupo de investigación de Maestro.

 

Control biológico de plagas

El control biológico de plagas ha sido durante años uno de los principales objetivos planteados por parte del grupo de investigación. De hecho, el control de ciertas poblaciones de insectos permitiría reducir el número de casos de malaria, por ejemplo, ya que se trata de una enfermedad que se transmite a través de un mosquito.

Para conseguir este objetivo, el grupo busca sustituir el uso de venenos en insecticidas para pasar a incidir a nivel molecular, modificando alguna molécula vital del insecto. Solo de este modo se evitará la aparición de resistencias (y, consecuentemente, el aumento de dosis de insecticida), ya que se estará alterando un proceso biológico propio. Por otro lado, se gana especificidad al tratarse de una molécula específica de insectos.

 

El grupo busca modificar moléculas vitales para los insectos, como la hormona juvenil, como un mecanismo de control de plagas que sea más específico y genere menos resistencias.

 

En esta línea, el grupo empezó a estudiar la hormona juvenil, la cual regula muchos procesos fisiológicos en insectos. De hecho, esta hormona está involucrada en la vía de la insulina de estos organismos.

Por otro lado, el equipo de Maestro y otros grupos del IBE que trabajan con cucarachas, como los de Dolors Piulachs y Xavier Bellés, han emprendido una iniciativa de mecenazgo (crowdfunding) para ayudar a financiar parte de su investigación sobre el control de plagas. El objetivo de los investigadores es poner en marcha la técnica de edición genética CRISPR-Cas9 en cucarachas para intentar interferir en su reproducción. Para ayudar al equipo, se pueden hacer donaciones o ayudar a difundir la campaña «Pon freno a las cucarachas«, y así llegar a más gente.

 

Los insectos como modelos de procesos

Relacionado con la hormona juvenil y el control biológico de plagas, pero desde el punto de vista de usar los insectos como modelo para estudiar procesos comunes en muchos animales, el grupo se ha embarcado recientemente en un nuevo proyecto: el estudio de la vía de la insulina en insectos. A diferencia de los humanos, que tenemos dos genes que codifican para péptidos que se unen a receptores tipo receptor de insulina – Insulina y Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) –, los insectos tienen muchos más; siete en el caso de Drosophila melanogaster y de Blattella germánica y hasta 34 en el caso del gusano de seda.

El grupo estudia la cucaracha alemana (Blattella germanica).
El grupo estudia la cucaracha alemana (Blattella germanica). Imagen de David Monniaux en Wikipedia.

Hay diferentes motivos que llevaron al grupo a usar la cucaracha como organismo modelo para estudiar estos procesos básicos:

  • Llevan 30 años trabajando con esta especie y conocen la fisiología de la cucaracha al detalle.
  • Se trata, según Maestro, de un mejor organismo modelo en comparación con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), pues esta última es un insecto altamente modificado. De hecho, la hormona juvenil actúa como la hormona más importante de la reproducción en la mayoría de insectos, excepto en dípteros como la Drosophila melanogaster. Es por este motivo que, en este aspecto, la cucaracha es mejor modelo para entender el resto de insectos, en comparación con la mosca de la fruta.
  • El ARNi, una técnica molecular que permite inhibir la traducción de genes a proteínas de manera específica, funciona muy bien en cucarachas. Esto abre la puerta a realizar experimentos que permitan analizar los genes a nivel funcional.

Así, Maestro explica cómo, mediante el ARNi, su grupo consiguió reducir la expresión de los siete genes de la insulina en cucarachas. La expresión disminuyó, como mínimo, un 80%. Ahora, el grupo de investigación del IBE se plantea analizar qué sucede a nivel fisiológico en el insecto cuando se reducen los niveles de una insulina determinada. Consecuentemente, podrán asociar una función concreta a cada tipo de insulina. Hasta el momento, el laboratorio ha comprobado que existen diferentes patrones de expresión a lo largo de la vida del insecto; cada insulina se expresa en tejidos y momentos diferentes.

Por otro lado, el grupo también está estudiando si, al igual que las insulinas, sus receptores también presentan un patrón de expresión diferencial.

 

Alimentación e insectos

Finalmente, Maestro comenta la tendencia actual de estudiar los insectos como fuente de nutrientes. Y es que parece que, como alimento, podrían ser beneficiosos y rentables. Por un lado, son ricos en proteínas y, éstas son muy similares a las de los seres humanos. Por otro lado, son fáciles de criar y la relación gasto-producción es más favorable hacia la producción, en comparación con otros organismos.

No es sorprendente, pues, que diferentes empresas hayan contactado con este grupo de investigación del IBE para informarse sobre determinadas características de los insectos, con el objetivo de mejorar su cría y su uso en la fabricación de piensos.

¿Podría la investigación del grupo dirigido por Maestro ayudar a promover la gastronomía de los insectos? Quién sabe si, en un futuro, acabaremos cocinando nutritivos platos de escarabajos y termitas en la cocina de casa.

 

 

Sobre el autor/a
Elena Lapaz estudió un grado en Ciencias Biomédicas en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB). Su interés por la ciencia, combinado con su atracción por el arte de comunicar y la responsabilidad social, la llevaron a estudiar el máster en Comunicación Científica, Médica y Ambiental, que actualmente está cursando en la Universidad Pompeu Fabra (UPF).  

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