Muchas bacterias que causan enfermedades son capaces de inhibir los mecanismos de defensa de las plantas y así escapar de la disolución de la célula vegetal, un proceso conocido como xenofagia. Las células animales y humanas tienen un mecanismo similar mediante el cual las defensas de la célula "comen" las bacterias invasoras; sin embargo, algunas bacterias pueden inhibir el proceso. Un equipo de investigación internacional ha descrito ahora por primera vez la inhibición de la xenofagia en las plantas. El equipo está encabezado por el profesor Suayb Üstün del Centro de Biología Molecular de Plantas de la Universidad de Tübingen y la Ruhr-Universität Bochum. El estudio ha sido publicado en The EMBO Journal .

Las células deben adaptar constantemente las proteínas de su interior a las funciones cambiantes ya las influencias de su entorno. "La degradación constante de proteínas es inevitable, de lo contrario, la célula se estrecha y se queda sin material", explica Suayb Üstün, cuyo grupo de trabajo estudia estos procesos de degradación estrictamente regulados. Cuando la célula tiene que degradar grandes complejos proteicos, agregados insolubles u orgánulos completos, suele utilizar un proceso conocido como autofagia, que significa literalmente "comerse a sí misma". “Las células animales y humanas también utilizan a veces este método de degradación cuando quieren eliminar invasores como las bacterias patógenas. En este caso, el proceso también se denomina xenofagia:comerse al extraño”, dice el científico.

Carrera armamentista entre el huésped y los patógenos

Pero la carrera armamentista entre el huésped y el patógeno no termina ahí. Algunas bacterias han desarrollado proteínas que bloquean la maquinaria de autofagia dirigida a ellas. Esto les da una ventaja y pueden extenderse más. "Este estado de la investigación se conoce desde hace varios años en las células humanas. Con las plantas, aún no hemos llegado tan lejos. Existe una diferencia importante entre la autofagia en las células vegetales y animales:en las plantas, las bacterias patógenas no penetran en las células. . Se quedan en el espacio extracelular", dice Üstün. Es el caso, por ejemplo, de la bacteria Xanthomonas, que provoca el marchitamiento y pudrición de hojas, tallos y frutos en toda una serie de plantas y también afecta al tabaco, la planta modelo estudiada por el equipo de investigación.

"Las bacterias Xanthomonas introducen un efector en las células vegetales. Descubrimos que esto suprime un componente importante de la maquinaria de autofagia. Esto permite que las Xanthomonas se propaguen más", explica Üstün. "Sin embargo, la planta a su vez produce una proteína que degrada el efector por autofagia". Esta es la primera evidencia de xenofagia antimicrobiana en las interacciones planta-bacteria, dice. Üstün agrega que “un aspecto interesante de esto es que las proteínas involucradas, como el efector de Xanthomonas y los componentes de la maquinaria de autofagia, son muy similares en humanos y plantas, aunque son atacados por diferentes patógenos bacterianos”. Los biólogos observan que algunas proteínas se han conservado fuertemente en organismos muy diferentes a lo largo de la evolución.

El nuevo estudio proporciona indicadores importantes para futuras investigaciones básicas sobre la autofagia y la xenofagia en las plantas. A largo plazo, estos procesos podrían ayudar a prevenir enfermedades en los cultivos.