La evolución continua de las toxinas de Bacillus thuringiensis supera la resistencia de los insectos

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Entomología

Sus antecedentes:

• Las δ-endotoxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) son proteínas insecticidas cruciales para los cultivos modificados genéticamente.
• La resistencia de los insectos a las toxinas Bt amenaza la sostenibilidad de este método de control de plagas.

Objetivo del estudio:

• Evolucionar nuevas variantes de la toxina Bt con mayor afinidad de unión a los receptores de los insectos.
• Para superar los mecanismos de resistencia existentes de los insectos contra las toxinas Bt.

Principales métodos:

• Se empleó la evolución continua asistida por fagos (PACE, por sus siglas en inglés) para evolucionar rápidamente las interacciones proteína-proteína de alta afinidad.
• Se desarrollaron variantes de la toxina Cry1Ac Bt para unirse al receptor similar a la cadherina (TnCAD) de Trichoplusia ni.

Principales resultados:

• Las variantes evolucionadas de Cry1Ac demostraron una unión de alta afinidad a TnCAD (constante de disociación Kd = 11-41 nM).
• Estas variantes mataron efectivamente las células de insectos que expresaban TnCAD, que eran resistentes al Cry1Ac de tipo salvaje.
• Las toxinas evolucionadas fueron hasta 335 veces más potentes contra los insectos T. ni resistentes a Cry1Ac en comparación con el Cry1Ac de tipo salvaje.

Conclusiones:

• Las toxinas Bt diseñadas con nuevas afinidades de receptores pueden superar la resistencia de los insectos.
• Este enfoque restaura la eficacia de las toxinas Bt contra las poblaciones de insectos resistentes, acercándose a la potencia del tipo salvaje.