Una tecnología biológica de alta precisión para revolucionar el control de plagas agrícolas sin dañar el ecosistema.
Julián Calleja Cabrera y Kristie Tanner. 16 octubre 2025. AINIA. Fundación Grupo Cajamar.
Actualmente, las soluciones plaguicidas utilizadas en cultivos y cosechas, aunque aparentemente económicas y eficaces, presentan una serie de efectos negativos que resultan especialmente preocupantes en el contexto socioeconómico actual.
La mayoría de estos productos son de síntesis química, lo que implica la generación de subproductos contaminantes y una persistencia prolongada en el medio ambiente, con el consiguiente riesgo de provocar graves desequilibrios ecológicos. Además, la acción de estos productos suele ser de amplio espectro, afectando no solo a los organismos perjudiciales, sino también a especies inocuas e incluso beneficiosas para el ecosistema agrícola.
Ante este panorama, es necesario encontrar alternativas más sostenibles y precisas. El ARN de interferencia (ARNi) emerge actualmente como una solución prometedora, capaz de abordar desafíos clave como la especificidad de acción y la biodegradabilidad en campo.
Pero, antes de explicar en qué consiste el ARNi, es necesario introducir algunos conceptos fundamentales, resumidos en el llamado ‘Dogma Central de la Biología Molecular’. Muy brevemente, este dogma es un concepto que explica la transmisión y expresión de la información genética (ADN de doble cadena) en los organismos. Toda la información genética contenida en un organismo se conoce como genoma, y para que sea comprensible para el lector, sería equivalente a un libro de recetas.
En esta analogía, cada una de estas recetas contenidas en el libro, representaría a los genes (unidades básicas de información genética) dentro del genoma. Aunque el dogma incluye procesos más amplios, aquí nos centraremos en la parte que explica cómo la información genética se traduce en proteínas.
Siguiendo con nuestra analogía culinaria, el genoma sería el libro que contiene las recetas para ‘cocinar’ proteínas. Y, como ocurre en la cocina, es necesario un intermediario entre la receta y los instrumentos e ingredientes para que se pueda preparar el plato deseado.
En este caso, ese intermediario es el llamado ARN mensajero (ARNm), una molécula prácticamente idéntica a la receta de ADN que se genera a partir de esta (transcripción), pero con la peculiaridad de que está compuesta por una única cadena. Esta molécula intermediaria es reconocida por los instrumentos de cocina (ribosomas) y da la orden de utilizar uno u otro ingrediente (aminoácidos) para cocinar (traducción) la proteína deseada.
Ahora que entendemos los pasos claves en la producción de proteínas desde la información contenida en el ADN, podemos introducir el concepto de ARNi, un proceso que se da de manera común en los organismos eucariotas (animales, hongos y plantas).
Este mecanismo cumple funciones biológicas esenciales. Por un lado, participa en procesos de regulación génica de genes relacionados con el propio desarrollo del organismo. Mientras que también es importante en la defensa del organismo frente a elementos genéticos extraños, como virus o transposones.
El ARNi está desencadenado por dos tipos de moléculas muy similares entre sí, el ARN de doble cadena (ARNdc) y el ARN en horquilla. Ambos se diferencian del ARNm por una particularidad en su estructura que se indica en su nombre, se trata de una molécula de ARN conformada por dos cadenas complementarias, al igual que el ADN. Esta característica es la que permite ser reconocidas por las células para que sean procesadas y activen el mecanismo de interferencia.
Retomando los fogones, cada uno de estos ARNs sería un post-it que bloquearía la lectura de la receta y, por lo tanto, impediría que se preparase el plato correspondiente. Pero hay un detalle crucial, cada post-it es específico de una sola receta y no puede utilizarse para bloquear la preparación de otra receta del libro, ni siquiera puede bloquear la preparación de la misma receta si aparece en otro libro diferente.
Por lo tanto, el proceso de ARNi es extremadamente específico para el silenciamiento de genes concretos en especies determinadas, existiendo un margen de error sumamente bajo. Este mecanismo natural de regulación génica ha sido aprovechado por la biotecnología para silenciar genes de interés en diferentes contextos, y desde AGRO4AGRI queremos utilizar esta tecnología para el control de plagas agrícolas.
En este proyecto pretendemos desarrollar un pesticida ecológico basado en la tecnología de ARNi que se encargará, específicamente, de acabar con el nemátodo fitopatógeno Meloidogyne incógnita.
Los nemátodos son un filo de gusanos microscópicos que, salvo excepciones de especies de vida libre, se dedican a parasitar otros organismos, tal es el caso del anisakis.
Esta capacidad parasitaria no solo se restringe al reino animal, sino que también existen nemátodos capaces de parasitar plantas. En nuestro caso preciso, M. incógnita, es un fitoparásito de amplio espectro, lo que quiere decir que es un nemátodo capaz de parasitar a una gran variedad de especies vegetales, tanto silvestres como cultivables.
En el proceso de parasitación, el nemátodo bloquea los vasos vasculares de las raíces impidiendo que la planta pueda absorber agua y nutrientes dando lugar a un paulatino decaimiento de la planta y finalmente su muerte.
Actualmente, este nemátodo supone un gran peligro para la agricultura y unas pérdidas económicas graves para los agricultores afectados. Las soluciones existentes se basan en nematicidas de amplio espectro que pueden dañar a otros organismos (nemátodos o no) y que son persistentes, pudiendo tener efectos deletéreos para el ecosistema del campo de cultivo.
Ante esta problemática, desde AGRO4AGRI hemos analizado el genoma (el libro de recetas) de este peligroso nemátodo y hemos seleccionado una serie de genes (recetas) que son vitales para su supervivencia e infectividad, y que además son específicos para de esta especie de nemátodo (es decir, no están presentes en otras especies).
A partir de ello, hemos desarrollado unos post-its capaces de bloquear la expresión de estos genes esenciales mediante la tecnología ARNi. Así, el producto final consiste en una formulación diseñada para proteger eficazmente las moléculas de ARN que se aplicarían directamente sobre el campo.
Una vez irrigada en el suelo (medio de transmisión de M. incognita), esta formulación se introduciría específicamente en su tracto digestivo. La idea es que el ARN solo se libere dentro del nemátodo, reduciendo aún más las ya escasas posibilidades de efectos inespecíficos. Una vez dentro del organismo, sus propias células procesarán las moléculas de ARN y activarán el sistema de ARNi eliminando funciones básicas e impidiendo la posibilidad de que infecten nuevas plantas y proliferen en los campos de cultivos. En caso de que algunas moléculas no sean ingeridas ni digeridas, su propia inestabilidad garantizará una rápida degradación, evitando así la ocurrencia de efectos deletéreos en el ambiente.
