Esta avispa parasita a su hospedador castrándolo con un virus

La Cotesia vestalis es una avispa con una forma extrema de sacar adelante a sus crías: introduce sus huevos dentro del hospedador, una larva de una polilla, y le va robando sus recursos, desviándolos al desarrollo de su prole. Pero lo que le roba es muy específico, la energía que iba destinada al crecimiento de los testículos del gusano. Investigadores chinos han publicado en la revista científica PNAS cómo le inyecta un virus que cortocircuita la espermatogénesis. La víctima es la polilla de la col en su fase larvaria. Conocida también como palomilla dorso de diamante, la Plutella xylostella es la principal plaga de los cultivos de brasicáceas (como la col, el repollo, la colza o el brócoli), provocando pérdidas de miles de millones de euros. Desvelar el mecanismo molecular de su castración parasitaria ayudará a su uso en la lucha biológica contra esta y otras plagas.

En el mundo podría haber hasta un millón de especies de avispas parasitoides. Solo de la familia a la que pertenece la C. vestalis, los bracónidos, hay descritas unas 17.000, aunque se cree que debe haber al menos el doble. Son avispas pequeñas y es incorrecto llamarlas parasitarias. Parásitos son aquellos que, como el piojo, viven del hospedador sin matarlo. Un parasitoide lo mata, ya sea poco a poco, robándole sus recursos, o al final, cuando los huevos eclosionan y las avispas le salen de dentro. Es el caso de la Cotesia vestalis. Pero no se sabía cómo era el mecanismo molecular de cómo lo hace, algo que han desvelado ahora un grupo de entomólogos dedicados a la investigación del uso de insectos para combatir plagas.

“Diferentes parasitoides emplean distintas estrategias parasitarias durante las interacciones con el hospedador, que pueden clasificarse en dos tipos según su impacto: supresión activa y evasión pasiva. La C. vestalis adopta una estrategia de supresión activa”, cuenta la investigadora del Centro de Investigación de Ingeniería para el Control Biológico de Patógenos de Cultivos e Insectos de la Universidad Zhejiang (China) y coautora del estudio, Zhizhi Wang. Por activa, Wang se refiere a que, junto a los huevos, la avispa inocula un virus en la oruga. Se trata de un patógeno endógeno que va incorporado en su ADN. El uso de virus por parte de los parasitoides podría remontarse a hace millones de años.

Una vez dentro del gusano, el virus evade su sistema inmunitario para que no ataca a las larvas de la avispa. Pero no se queda ahí. Lo que han descubierto es que uno de sus genes codifica una enzima, la PTP, que se une a la Rad9A, una proteína clave presente en todos los insectos que regula la apoptosis de las células de los órganos sexuales. La apoptosis es un mecanismo universal en los seres vivos que marca la muerte de cada célula para que deje paso a la siguiente generación.

En sus ensayos con orugas de la polilla de la col, los investigadores vieron que las espermatogonias, las células germinales responsables de la espermatogénesis, de las larvas infectadas, presentaban anormalidades. En la siguiente fase, los espermatocitos, derivados de aquellas, tenían núcleos arrugados con vesículas extrañamente esféricas. En la cuarta fase de desarrollo larvario, los testículos eran mucho más pequeños que en las no inoculadas con el virus. Todo indica que la virulencia aumenta a medida que la larva se va desarrollando. La muerte de las células testiculares alcanzó porcentajes del 95% al final de este ciclo.

En una segunda fase de su investigación, las autoras inocularon el virus en larvas de otro lepidóptero como la polilla de la col, pero también en las de Drosophila melanogaster, mosca de la fruta en su nombre común. Con ello, buscaban generalizar la presencia de este mecanismo entre las mariposas y más allá, en el conjunto de los insectos, ya que la D. melanogaster es el modelo de estudio en el laboratorio, como los ratones lo son para los mamíferos. Aunque en la naturaleza no se conocen avispas que parasiten a la mosca, en este trabajo, las enzimas de origen vírico lograron acelerar la muerte celular en los tejidos testiculares de las larvas de mosca de la fruta, “un fenómeno no caracterizado previamente en Drosophila”, escriben las investigadoras.

Aunque las C. vestalis parasitan tanto a larvas macho como hembras, este trabajo solo investigó el mecanismo molecular que usan con los primeros. “Tanto los testículos como los ovarios se desarrollan durante la etapa larvaria”, recuerda Wang. “Sin embargo, el efecto del parasitismo en el ovario femenino ha recibido poca atención”, reconoce. Pero su equipo ya está cubriendo ese vacío, replicando esta investigación, pero con muestras de larvas femeninas. Aunque los resultados aún no han sido publicados, los primeros datos “sugieren que el parasitismo también afecta el desarrollo de los ovarios del hospedador”, cuenta la investigadora china en un correo. De confirmar que el mecanismo es el mismo, se abriría una enorme ventana para su uso en el control biológico de las plagas.

En España hay unas 10.000 especies de avispas parasitoides. Pero se pueden contar con los dedos de las manos los entomólogos que se dedican a estudiarlas. Camino de unirse al grupo está José Manuel Royo, un joven estudiante que ha dedicado su trabajo de fin de carrera en la Universidad de Alicante a los icneumónidos, otra familia de himenópteros a cuya superfamilia también pertenecen los bracónidos como la C. vestalis. Sobre el trabajo, lo considera fascinante. “La avispa tiene los distintos fragmentos del ADN del virus en diferentes partes de su genoma. Esa información genética da lugar a una proteína viral que interfiere en el ciclo celular del hospedador”, explica. Pero el virus hace algo más. Por encima de las parasitoides, hay muchas especies de avispas hiperparasitoides, “que parasitan a las larvas de la parasitoide”, recuerda Royo. Pero la C. vestalis programa a la oruga para que defienda sus crías.

Insectos contra insectos en vez de insecticidas

Aunque las cifras concretas se desconocen, solo para controlar a las voraces orugas de la polilla de la col, la agricultura mundial se gasta entre 1.000 y 2.000 millones de euros al año, sobre todo en insecticidas, con las consecuencias e impactos cada vez más conocidos. A eso habría que sumar las pérdidas en la cosecha. En total, las cifras alcanzan los 5.000 millones de euros. Encontrar una alternativa en la propia naturaleza sería más que rentable.

“Aunque se da de forma natural, en España no se usa la C. vestalis en la agricultura”, dice Paco Cara, biólogo y gerente de Entonova, empresa del pujante sector del control biológico, es decir, del uso de insectos para combatir a otros insectos dañinos, lo que llaman fauna auxiliar. “Pero sí se usan ya otras avispas, como la Anagyrus vladimiri contra la cochinilla en cultivos de cítricos o de uva de mesa”, añade. La Afidius colemani es otra braconidae que se suelta en los invernaderos de hortalizas del sureste peninsular ya desde hace dos décadas para combatir al pulgón. Un elemento clave para el uso comercial de estas avispas es que se puedan criar y realizar sueltas masivas.

Pero las investigadoras chinas ya están pensando en ir más allá de la suelta de avispas para combatir las plagas. “Tanto la proteína viral PTP como la diana del hospedador, Rad9A, pueden utilizarse en el desarrollo de nuevas estrategias de control de plagas”, dice Wang. Y pone dos ejemplos. En uno, se podría usar alguna bacteria, hongo o virus inocuo para portar la proteína viral que han identificado, creando así un biopesticida. Otra opción sería ir directamente hacia la proteína que controla la apoptosis de las gónadas de los gusanos. Si el mecanismo que usa la C. vestalis es común entre las avispas parasitoides, será una gran ayuda para reducir el uso de los insecticidas artificiales.