Enero-Junio 2017 Vol-. 7 No.1

Editorial Peiculosis capitis Por: MC. Gerardo Trujillo

Contenido:

1.- Editorial: 2.- Monografía: William Leishman 3.- Insecticidas Miscelaneos 4.- Aplicación Industrial de la Biotecnología de Insectos 5.- Paratransgénesis: Simbiontes Como Alternativa en el Control de Insectos 6.- Péptidos antimicrobianos 7.- Aceites Esenciales en el Control de Insectos 8.- Aplicación de la Biotecnología en el Control Biológico CONTENIDO Enero-Junio 2017. Vol-. 7 No. 1 DIRECTORIO

Ing. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dra. Carmen del Rosario de la Fuente García Secretario General Dr. Juan Manuel Alcocer González Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Dr. Celso José Garza Acuña Foto: Pediculus capitis. Director de Publicaciones Dr. Antonio Guzmán Velasco Director de la Facultad de  1.- Editorial: Pediculosis capitis Ciencias Biológicas Dr. José Ignacio González Por. MC. Gerardo Trujillo Sub-Director de la Facultad de Ciencias Biológica Dr. Gustavo Ponce García  2.- Monografía: William Leishman Editor Responsable Andrea Díaz , Jennifer Ibarra y Cecilia Nájera Dr. Pedro Cesar Cantú Martínez Redacción Ing. Oscar Manuel Loaiza Jiménez  3.- Insecticidas Miscelaneos Dr. Saúl Lozano Fuentes Franco Morales Diseño

 4.- Aplicación Industrial de la Biotecnología Artrópodos y Salud, Año 4, Vol. 7 Nº 1. Es una publicación de Insectos semestral, editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ciencias Biológicas. Alfonso Juárez Olvera y Oscar López Domicilio de la publicación: Lab. de Entomología Medica, Ave. Universidad s/n, Ciudad Universitaria, 2º piso, Unidad  5.- Paratransgénesis: Simbiontes Como B, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450. Teléfono: + 52 81 83294111. Fax: + 52 81 Alternativa en el Control de Insectos 83294111. www.artropodosysalud.com. Editor Responsable: Dr. Gustavo Ponce García. Reserva de Samantha Arce derechos al uso exclusivo No. 04-2013-120916500700- 102. ISSN en trámite, ambos otorgados por el Instituto  6.-Péptidos antimicrobianos Nacional del Derecho de Autor, Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Amaro-Morín Guillermo Oswaldo Responsable de la última actualización de este Número, Unidad Informática, Ing. Oscar Manuel Loaiza Jiménez,  7.- Aceites Esenciales en el Control de Albino Espinoza 1308, Col. Obrera, C.P. 64010, Insectos Monterrey, Nuevo León México. Fecha de última modificación: 1 de enero de 2016. José de Jesús Lugo y Franco Morales Las opiniones expresadas por los autores no  8.- Aplicación de la Biotecnología en el necesariamente reflejan la postura del editor de la Control Biológico publicación. Dí Prohibida su reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor. Fotografías Portada: Por MC. Selene Gutiérrez. Todos los derechos reservados Monterrey, N. L.. © Copyright 2014 [email protected] Contenido: Gustavo Ponce García A Los Lectores:

Estimados lectores bienvenidos a la edición número uno del año 2017, de la revista de divulgación Artrópodos y Salud, agradeciendo el interés por la lectura de este número. Esta publicación será publicada semestralmente, en la cual les presentamos una serie de información sobre tópicos relacionados con los artrópodos y su efecto en la salud, humana, animal y vegetal.

En nuestra sección Editorial la pediculosis capitis Por. MC. Gerardo de Jesús Trujillo, tema abordado de manera general.

En la sección de monografías, se habla del padre de la fisiología de insectos William Leishman, sus obras y legado.

En la revisión, Insecticidas Misceláneos, nos da un panorama general sobre los principales productos que se manejan en este grupo, así también se abordan otros temas como es la Aplicación industrial de la biotecnología de insectos, paratransgénesis: simbiontes como alternativa en el control de insectos, péptidos antimicrobianos , aceites esenciales para el control de insectos y aplicación de la biotecnología en el control biológico.

Los invitamos de la manera más atenta a que disfrute del contenido de esta publicación, cuyo objetivo es divulgar conocimiento dentro del apasionante tema de los Artrópodos y su efecto en la Salud en general.

COMITE EDITORIAL

1 Artrópodos y Salud Ene.-Jun., 2017. Vol. 7 No. 1 Editorial: Pediculosis Capitis

Pediculosis Capitis

Es una ectoparasitosis del cabello y piel cabelluda del humano, cuasada por Pediculus humanus var. capitis (De Geer) (piojo de la cabeza), caracterizada por prurito constante y escoriaciones, siendo frecuente en niños de entre 5 y 15 años de edad. La infestación por este parásito es una enfermedad hiperdéndemica en todo el mundo.

De acuerdo con la organización mundial de la salud (OMS) los piojos del cuero cabelludo, el cuerpo y el pubis son ectoparásitos hematófagos que pertenecen al suborden de los anopluros. Suelen transmitirse por contacto personal directo, aunque en ocasiones se transmiten también por vía indirecta, a través de las prendas de vestir, las toallas o la ropa de cama de las personas infestadas. La pediculosis es una problemática de distribución mundial, especialmente frecuente en condiciones de hacinamiento. Aunque la higiene deficiente favorece la pediculosis corporal, los piojos de la cabeza afectan con igual frecuencia a los cabellos limpios y sucios, mientras que la pediculosis púbica se ha convertido en una parasitosis frecuente en las sociedades ricas.

Cada una de las formas clínicas de pediculosis obedece a una especie distinta: la infestación del cuero cabelludo, a P. h. capitis (De Geer); la del cuerpo, a P. h. corporis, y la del pubis, a Pthirus pubis, la segunda de estas especies actúa también como vector del tifus exantemático epidémico, la fiebre quintana (fiebre de las trincheras) y la fiebre recurrente epidémica.

La lucha contra la pediculosis depende en buena medida de la educación de la población. Las personas infestadas deben recibir tratamiento y seguimiento posterior para detectar posibles recaídas. En las escuelas deben realizarse inspecciones sistemáticas del cuero cabelludo ya que el piojo puede presentarse en cualquier época del año (López 2008).

2 Artrópodos y Salud Ene.-Jun., 2017. Vol. 7 No. 1 Monografía: William Boog Leishman

Monografía: William Boog Leishman

(1865-1926)

Bacteriólogo y patólogo. Nació el 6 de viceral, al que denominaron Leishmania diciembre de 1865 en la cuidad de Glasgow donovani, en honor a sus descubridores. (Escocia). Estudió en la Westminster School y Leishman también llegó a clarificar el ciclo en la Universidad de Glasgow. vital de la Spirocheta duttoni, que es la causante En 1887 ingresó a los Servicios Médicos de de la fiebre recurrente africana, causada por la la Armada como cirujano. En la India estudió garrapata Ornithodorus. una enfermedad denominada Kala azar y fiebre Gracias a estos y diversos trabajos en los entérica. que contribuyó, obtuvo otros reconocimientos, Fue profesor ayudante de patología en la como el de su destacada contribución a la salud Escuela Médica de la Armada donde contribuyó de los soldados en la Gran Guerra, trabajando a la mejora de las técnicas de Romanowsky (azul para encontrar una vacuna eficaz contra la fiebre de metileno y eosina) para la tinción de tifoidea. Sus resultados fueron publicados en el parásitos. British Medical Journal en 1900. Murió el 6 de junio de 1926. En 1901, mientras examinaba preparaciones del bazo de un paciente (afectado por Kala azar), Por: Andrea Daniela Díaz Moreno, Jennifer observó cuerpos ovales intracelulares y publicó V. Ibarra Flores y Cecilia Nájera Peña. Facultad su hallazgo en 1903. De forma simultánea, de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma Charles Donovan, del Servicio Médico de la de Nuevo León. India, también encontró dichos cuerpos en otro paciente afectado por la enfermedad antes mencionada. De esta manera descubrieron el protozoo causante de Kala azar o Leishmaniasis

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INSECTICIDAS

MISCELANEOS Franco Morales. Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Entomología Médica. [email protected].

Resumen

Tiempo antes de la llegada de los insecticidas, los productos de origen natural proporcionaban los medios para controlar los insectos que afectaban a la población humana, tanto directa como indirectamente. Insecticidas de origen natural incluye a productos derivados de materiales naturales como animales, plantas, bacterias y ciertos minerales. Por ejemplo, el uso de extractos de plantas o Feromonas sexuales tiene aplicaciones insecticidas. Se acepta que los ingredientes vegetales pueden presentar efectos secundarios tóxicos u otros efectos secundarios indeseables en organismos no blanco, incluidos los seres humanos. Así, la nicotina era más tóxica para los mamíferos que para las plagas de insectos. Sin embargo, la mayoría de los insecticidas vegetales son intrínsecamente menos dañinos que los plaguicidas convencionales, y por lo general, afectan al organismo blanco y algunos estrechamente relacionados, a diferencia de los insecticidas convencionales que también pueden afectar organismos tan distintos a los insectos, como lo pueden ser las aves y mamíferos. Sin embargo, cualquier material de origen natural, que se desee introducir como agente de control de plagas, debe someterse al mismo examen de para la toxicidad potencial para el hombre tal como se aplica a los plaguicidas sintéticos.

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INTRODUCCIÓN: cada de uno de ellos, haciendo énfasis en su modo de acción y composición química. Un sin número de compuestos químicos se han empleado desde la antigüedad para la Clasificación De Los Insecticidas Misceláneos, represión o prevención del desarrollo de las Estructura, Modo De Acción Y Toxicidad En plagas (1), las cuales afectan de manera directa o Humanos. indirecta al ser humano, un ejemplo de estas sustancias, es el arsénico, que se ha empleado 1.-Avermectinas. desde el año 79 d.c. como insecticida (2), para el Existen antibióticos que no solo se aplican en siglo XVII se comenzó a usar la nicotina y en el ámbito de la medicina, si no, también como 1705 el cloruro de mercurio como preservador de pesticidas enfocados a hongos e insectos (7), estos madera (Cremlyn, 1985); durante 1850 se se descubrieron en 1975 a partir de cultivos de introdujeron dos insecticidas naturales, que son la Streptomyces avermitilis (8). rotenona, obtenida de las raíces de una planta de género Derris y el piretro, procedente de las Estos compuestos denominados cabezuelas del crisantemo; posterior a estos, se macrocíclicos, potencian la transmisión neuronal presentó lo que se denomina la era de los y neuromuscular, es decir, una hiperpolarización insecticidas modernos, la cual se inició de las membranas neuronales media la parálisis en inmediatamente después de terminada la Segunda artrópodos. Guerra Mundial empleando DDT (el cual se 1.1- Estructura química. descubrió su acción insecticida en 1939) para Las avermectinas (figura 1), las conforma un combatir insectos vectores de enfermedades que anillo de lactona macrocíclico de 16 elementos afectaban a las tropas aliadas y posteriormente su (9), formada principalmente por compuestos uso se extendió al combate de plagas agrícolas y diferentes como B1a, B1b, (10), de los cuales el ganado (Cisneros faustos, 1995), hacia 1950 se 80% corresponden al primero, mientras que al comenzó a emplear organofosfatos, sin embargo segundo se le asigna solo el 20%; la diferencia para 1959 se reportaron aún más compuestos estructural radica en el grupo C H de B1a y el además de los que se seguían sintetizando (3). 2 5 grupo CH de B1b que se encuentra unido a uno Durante los años 60´s se desarrollaron los 3 de los anillos de la estructura. carbamatos actuales, liderando el compuesto oxime carbamato en 1965 (4), ulteriormente, los Son compuestos lipofílicos, prácticamente piretroides comenzaron a utilizarse a partir de los insolubles en agua e hidrocarburos saturados 80´s debido a una baja toxicidad en mamíferos y como ciclohexano, sin embargo, debido a esto, casi nula acumulación en el medio, además de su son altamente solubles en la mayoría de los importancia en el control de plagas agrícolas (5). disolventes orgánicos. Sin embargo, a pesar de que la mayoría de los insecticidas se encuentran organizados en sus respectivos grupos debido a la abundancia de estos, existen grupos menores como los insecticidas misceláneos los cuales incluyen productos sintéticos y formulaciones de origen natural (6). De entre algunos ingredientes activos que se encuentran considerados como misceláneos, se encuentran: avermectinas, spinosad, Imidacloprid, Fipronil, Indoxacarb, Diflurobenzuron, Tebufenozide, Metopreno; estas sustancias encabezan la lista de esta agrupación, donde en ésta revisión se desglosarán

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justificado en función de que en los mamíferos, las neuronas GABA se encuentran en el sistema nervioso central donde estas sustancias se difunden pobremente (12), además que presentan afinidad por lo receptores de los invertebrados 100 veces mayor que por los receptores GABA en vertebrados. En parásitos, el efecto más evidente se produce sobre la motilidad, observándose disminución de la misma y parálisis muscular, además de una reducción en la formación de número de huevos en el organismo. El principal mecanismo es un aumento en los iones cloruro, es decir, un flujo de iones cargados negativamente, hacia el interior de la neurona, provoca su hiperpolarización, lo que resulta en bloqueo de la transmisión postsináptica de impulsos nerviosos, causando parálisis y muerte en los artrópodos que se consideren sensibles (13,14); estudios sugieren que estas sustancias pueden modular alostéricamente el flujo de iones inducido por GABA, por medio de una interacción con lugares Figura 1: Estructura química de las de unión distintos (15); sin embargo, otros Avermectinas,extraido de: estudios han identificado a canales de cloruro http://spanish.titanunichem.com/products/abamectin-CAS-71751-41-2-95- regulados por glutamato, sensibles a las TC-1-8-EC-5-EC-1-8-EW-avermectin-2719134.html Avermectinas en menores concentraciones de las consideradas necesarias para estimular los canales 1.2.- Mecanismo de acción. dependientes de GABA (16). La lipofilidad de las avermectinas favorece 1.3 Toxicidad en humanos una absorción transcuticular, sin embargo, también depende de su formulación (11); debido Ya que el uso de esta sustancia es empleada a su alto peso molecular y forma irregular, hacen también en humanos, surge la pregunta de que la absorción por este medio sea considerada toxicidad en los mismos, sobre todo en el caso de más lenta que para moléculas liposolubles de la ivermectina, que es un fármaco empleado para menor tamaño (7). el tratamiento de oncocercosis humana (7) y aun cuando se han empleado más de 50,000,000 de En algunos organismos como los nemátodos, dosis distintas no se presenta algún reporte de la absorción transcuticular es tan importante toxicidad atribuida a este (5). como la absorción oral. Sin embargo, en parásitos hematófagos y artrópodos ectoparásitos, probablemente la ruta oral contribuya 2.- Spinosinas (spinosad) sustancialmente a la absorción (9), por lo que los planes de control deben estar basados en su Estos insecticidas, son de uso agrícola totalidad en el tipo de organismo en el que se conocidos, debido a una baja toxicidad en busca la efectividad. animales y humanos, además de ser considerado Estos insecticidas poseen un proceso de como pesticidas “verdes”, ya que son una biotransformación, es decir, la sustancia original fermentación natural producida por la bacteria la modifica, transformándola en otra diferente en Saccharopolyspora spinosa, además cabe el caso de que se requieran ser ingeridos por recalcar, que es la única bacteria que secreta mamíferos, la baja toxicidad en el huésped, se ha spinosad (17).

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2.1.- Estructura química En la espinosina A (figura4) se une un sacárido neutral (2,3,4-tri-O-metil-α-L- Se consideran como metabolitos secundarios rhamnosyl) en el grupo hidroxil del C-9 y un de la fermentación aeróbica de S spinosa , sin aminoazúcar (β-D-forosaminyl) en el C-17 del embargo, la composición principal de este grupo hidroxil (22), mientras que la espinosina D insecticida son dos espinosines denominados A (figura 4), al cual es 6-metil-espinosin A, está con un 85% y D con entre 10-15% (18,19), estos conformado por propionato en lugar de acetato compuestos poseen un único anillo tetracíclico al durante la unión con el policétido (23,24). cual se encuentran unidos dos tipos de azucares (20), sin embargo estos a su vez, difieren entre ellos por la sustitución de hidrógeno, por un grupo metil. La síntesis de la espinosina A cuenta con una macrociclización en tándem y una reacción TDA Transannular Diels-Alder (figura 2), además de una reacción MBH Morita-Baylis-Hillman para su construcción total (21) (figura 3)

Figua 4.-Estructura de espinosin A y D. Kirst, H. A. (2010). The spinosyn family of insecticides: realizing the potential of natural products research. The Journal of antibiotics, 63(3), 101-111. 2.2.- Mecanismo de acción. El spinosad es un insecticida de ingestión- contacto (figura 4), por lo que es particularmente activo contra lepidópteros y dípteros.

Se le considera como una neurotoxina, que Figura 2.- Reacción TDA Transannular Diels- incluye, pérdida de la coordinación, prostración, Alder. Mergott, D. J., Frank, S. A., & Roush, W. R. (2004). Total synthesis of temblores y otras contracciones involuntarias del (–)-spinosyn A. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United músculo, que llevan a una parálisis y muerte (5); States of America, 101(33), 11955-11959. el insecticida involucra a receptores nicotínicos de acetilcolina además de los receptores GABA

(25,26), lo que mediante una exposición prolongada da como consecuencia al cese de alimentación, seguido en 24 horas por parálisis y muerte. La aplicación foliar de este insecticida no se considera altamente sistémico, sin embargo, se ha demostrado movimiento translaminar y actividad en insectos plaga (27), debido a esto y a una baja toxicidad en aves y mamíferos (28), es considerado como un insecticida de bajo riesgo (29). Figura 3.- Reacción MBH Morita-Baylis-

Hillman. Extraido de: Mergott, D. J., Frank, S. A., & Roush, W. R. (2004). Total synthesis of (–)-spinosyn A. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101(33), 11955-11959.

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terminación electronegativa, consiste de un grupo ciano o nitro y el cual se une a un sitio catiónico en receptores del insecto (36).

Figura 4.-Mecanismo de acción de spinosad. http://docplayer.es/14317459-Spinosad-green-insecticida-de-quimica-verde-y-su- uso-en-agricultura-organica-a-nivel-mundial.html

2.3.-Toxicidad en humanos Figura 5.- Estructura de imidacloprid. Matsuda, K., Buckingham, S. D., Kleier, D., Rauh, J. J., Grauso, M., & Sattelle, D. B. (2001). Debido a que no se presentan reportes de Neonicotinoids: insecticides acting on insect nicotinic acetylcholine genotocixicidad en humanos o actividad receptors. Trends in Pharmacological Sciences, 22(11), 573-580. mutagénica asociada a este insecticida, no es considerado de peligro para el humano (6), 3.2.-Mecanismo de acción además de presentar una casi nula actividad en aves y otros mamíferos, no obstante, posee una Posee un alto potencial de actividad ante toxicidad moderada para organismos acuáticos. insectos chupadores (37), induciendo despolarizaciones caracterizadas por temblor en 3.-Insecticidas cloronicotiniles (imidacloprid) apéndices locomotores, seguido de temblor en todo el cuerpo y posteriormente la muerte (38). La propiedad insecticida la nicotina se Actúa principalmente en tres receptores de conoce desde una cantidad importante de años acetilcolina (AChR), sin embargo, es considerado (30), sin embargo, debido a una alta toxicidad en inefectivo en receptores muscarínicos, como mamíferos, no se ha empleado desde 1940, sin explicación en un insecto tipo (Figura 6), este embargo en 1979 con el empleo de la niacina otras insecticida evoca despolarización en la cual sustancias fueron descubiertas (31), entre ellas el alcanza un pico que dará como consecuencia un imidacloprid, pero hasta 1992, y fue considerado paro en la actividad del ganglio terminal como un insecticida neonicotenoide nuevo, abdominal. incluso con una tal aceptación, que más de 120 países lo emplean (32). 3.1.-Estructura química

El imidacloprid (1-[6-cloro-3- pyridinyl)metil]-N-nitro-2-imidazolidinimina) (Figura 5) es un neonicotenoide, con una baja persistencia en el suelo, alta actividad insecticida y relativamente baja toxicidad en mamíferos (33,34), algunas veces cuando se hace referencia a los neonicotenoides también se engloba a los nitrometileno, nitroimina o grupo cianoimina (35). El insecticida en cuestión contiene una mitad 6-cloro-3-piridil, además que la presencia de su

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además de presentar una absorción limitada en la piel (45).

Figura 6.-Efectos en insectos. Matsuda, K., Buckingham, S. D., Figura 7.- Estructura del fipronil. Extraído de: Kleier, D., Rauh, J. J., Grauso, M., & Sattelle, D. B. (2001). Neonicotinoids: insecticides acting on insect nicotinic acetylcholine receptors. Trends in Gunasekara, A. S., Truong, T., Goh, K. S., Spurlock, F., & Tjeerdema, R. S. (2007). Pharmacological Sciences, 22(11), 573-580. Environmental fate and toxicology of fipronil. Journal of Pesticide Science, 32(3), 189-199. La selectividad de este tipo de compuestos para insectos es opuesta a la de los mamíferos ya Este insecticida puede ser formulado sólido, que depende de la ionización del pirrolidin spray líquido o granulado, no posee partículas nitrógeno; además, que el imidacloprid es volátiles y es degradado vía fotolisis, además de pobremente ionizado en un medio neutro, lo que ser considerado susceptible a hidrólisis bajo da como resultado un insecticida que puede ser condiciones alcalinas (46), sin embargo, llega a utilizado con medidas de seguridad en el agua no producir distintos metabolitos tras su dañando considerablemente a crustáceos (39). degradación, los cuales son extremadamente estables y más tóxicos que el compuesto original 3.3.- Toxicidad en humanos (figura 8) (47). No se tiene registro de toxicidad en humanos en concentraciones menores, es decir menores a 30 ml con concentraciones de 17.8%, lo que ocasiona taquicardia, somnolencia, presión sanguínea con valores de 100/70 mm Hg (31). 4.-Insecticidas fenilpirazoles Clase de insecticidas cuyo representante principal es el fipronil, el cual fue descubierto en 1987 (40) y autorizado como de uso agrícola y no agrícola en 1993 (41); posee un amplio rango de poder insecticida, además de actividad biológica y herbicida. Su presentación es variada, ya que se puede mostrar de diferentes maneras, en las que destaca spray o granulado (43,44).

4.1.- Estructura química Figura 8.-metabolitos de fipronil. Gunasekara, A. S., Truong,

Su fórmula molecular es: C12H4C12F6N4OS T., Goh, K. S., Spurlock, F., & Tjeerdema, R. S. (2007). Environmental fate and

(Figura 7) con una solubilidad de 2mg/l en agua, toxicology of fipronil. Journal of Pesticide Science, 32(3), 189-199.

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4.2.- Mecanismo de acción Está compuesto de un isómero insecticida activo e inactivo, además de que el ingrediente Es una molécula extremadamente activa y un activo de sus formulaciones puede contener los potente alterador del sistema nervioso central de isómeros mencionados en una proporción insectos, vía canales de cloro regulados por aproximada de 3:1 (5), optimizando así su acción GABA (48), interrumpiendo el flujo neuronal insecticida. normal y a una dosis suficiente, causando una excitación neural excesiva, parálisis y como 5.1.- Estructura química. consecuencia la muerte (figura 9) (49,50). La fórmula del indoxacarb es C22H17CIF3N3O7 (Figura 10) y está conformado por dos enantiómeros (S:R), designados como DPX-KN128 y DPX-KN127 respectivamente, sin embargo, solo el enantiómero S posee actividad insecticida (56).

Figura 9.- Modo de acción del fipronil. https://blogparapet.wordpress.com/ectoparasitarios/fipronil/ Esta molécula insecticida presenta una gran afinidad a los receptores GABA de insectos que Figura 10.- Estructura del indoxacarb. McCann, S. F., de mamíferos (51), lo que lo hace relativamente Annis, G. D., Shapiro, R., Piotrowski, D. W., Lahm, G. P., Long, J. K., ... & Reeves, específico. B. M. (2001). The discovery of indoxacarb: oxadiazines as a new class of 4.3.-Toxicida en mamíferos pyrazoline‐ type insecticides. Pest management science, 57(2), 153-164. Se considerad neurotóxico tanto en ratas Para la síntesis de este compuesto, sucede como perros, según lo reportado en varios una introducción de un quiral en la fase de estudios en ratas y dos estudios crónicos sobre hidroxilación del 2-carbono methoxindanona de perros (52), en lo que respecta a humanos, se han su forma 1 a la 5 (figura 11). presentado casos de envenenamiento por este insecticida en por lo menos siete personas, caracterizándolo principalmente por vómito y convulsiones (53), sin embargo, no se reportan fatalidades ni casos de genotoxicidad. 5.-insecticidas oxidiazinas

De estos insecticidas el indoxacarb es su representante, el cual fue descubierto en 1972 Figura 11.-primera parte de síntesis. McCann, S. F., Annis, como una alternativa para combatir plagas en G. D., Shapiro, R., Piotrowski, D. W., Lahm, G. P., Long, J. K., ... & Reeves, B. M. cultivos(54), es un insecticida foliar que fue el (2001). The discovery of indoxacarb: oxadiazines as a new class of pyrazoline‐ type primero en comercializarse como un bloqueador insecticides. Pest management science, 57(2), 153-164. de los canales de sodio, afectando principalmente Posteriormente se adicionan los reactivos AD a plagas de lepidópteros (54), por otro lado, se ha α y β donde cada enantiómero enriquecido, mostrado con nula actividad ante abejas y otros artrópodos benéficos (55).

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brindando 54% y 51% respectivamente de los 5.3.- Toxicidad en humanos isómero positivos (+) y negativos (-) (figura 12). En mamífero en general causa toxicidad a altas dosis (200mg/kg) presentando ataxia y reducida actividad motora, a una prolongada exposición causa degeneración neuronal en el hipocampo y posteriormente la muerte, sin embargo, en humanos no se han presentado efectos perjudiciales, incluso con el personal en cargado de manufactura (5) REGULADORES DE CRECIMIENTO

Una característica que destaca a los insectos

Figura 12.-adición del reactivo α y β. McCann, S. F., es la formación de un exoesqueleto, el cual lo Annis, G. D., Shapiro, R., Piotrowski, D. W., Lahm, G. P., Long, J. K., ... & Reeves, protege contra la perdida de agua, debido a que es B. M. (2001). The discovery of indoxacarb: oxadiazines as a new class of una estructura impermeable (57); el exoesqueleto pyrazoline‐ type insecticides. Pest management science, 57(2), 153-164. está formado por varias partes, como son la cutícula, que es la más importante y recubre Como fase final, el anillo se forma de una externamente el cuerpo del insecto además de manera protegida de carbamato de bencilo, la cual intervenir en una gama importante de procesos posteriormente se acoplará con el cloruro de fisiológicos (58), esta capa se divide en varias carbamoil, dando como resultado el indoxacarb como la epicutícula y cuticulina que es la más (figura 13). importante ya que limita el crecimiento al ser inelástica (59). Debido a la gran importancia de la cutícula en el insecto, ofrece una oportunidad de control para organismos considerados plagas, lo cual recae en la necesidad del organismo de desarrollarse-crecer y donde no llega a ser así, tener la oportunidad de ser depredado. Habiendo establecido este punto, en esta parte del escrito se plantearán reguladores de crecimiento, que de alguna forma alteran dicho desarrollo interfiriendo la formación normal de la cutícula (60).

Figura 13.- Indoxacarb. McCann, S. F., Annis, G. D., Shapiro, R., 6.-Inhibidores de la síntesis de quitina. Piotrowski, D. W., Lahm, G. P., Long, J. K., ... & Reeves, B. M. (2001). The discovery of indoxacarb: oxadiazines as a new class of pyrazoline‐ type Para este fin, existen los insecticida insecticides. Pest management science, 57(2), 153-164. denominados benzoilureas, que interfieren con la formación de cutícula, inhibiendo la síntesis de 5.2.- Modo de acción quitina (61), donde en este grupo destaca el diflubenzurón, el cual exhibe actividad ante larvas Este compuesto, bloquea los canales de sodio (62) y considerado también como ovicida, en insectos por medio del N-decarbometoxil interrumpiendo el almacenamiento de quitina en metabolito, posteriormente a su ingesta. la cutícula (5). Además de esto, el ya mencionado metabolito posee una lenta disociación una vez 6.1.- Estructura química unido al canal de sodio, lo que explica el porqué El diflubenzurón está formado por de su alta respuesta ante los insectos, C14H9CIF2N2O2 (figura 14), posee un peso principalmente lepidópteros (74). molecular de 310 g/mol y punto de fusión de 230-

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232°, por lo que es considerado estable; se logra sintetizar mediante la reacción de 2,6 diflurobenzamida con p-clorofenil isocianato (figura 15)

Figura 16.- efecto de diflubenzurón en insectos. Figura 14.- estructura de diflubenzurón. https://www.garrards.com.au/technical-tips/241-starycide-for-cockroach-silverfish- http://www.source-chem.com/product/321-diflubenzuron-in001-1266/ or-flea-control-programs 6.3.-Toxicidad en humanos La genotoxicidad de este insecticida se investigó por medio de pruebas in vivo, de los cuales se arrojaron resultados negativos (5), sin embargo existe la posibilidad de Figura 15.- síntesis de diflubenzurón. Grosscurt, A. C. methemoglobinemia, aunque no existen reportes (1980). Some physiological aspects of the insecticidal action of diflubenzuron, an de esto en humanos (66), de lo mencionado se inhibitor of chitin synthesis (Doctoral dissertation, [sn]). puede decir que este insecticida es prácticamente 6.2.-Modo de acción. inofensivo para el humano. 7.-Tebufenozoide Esta benzoilurea, inhibe la formación de quitina en el insecto, dependiendo del estadio de Este compuesto agrupado como benzoil desarrollo en el que se aplique, ya que el efecto hidracinas, actúa contra la hormona de la muda a del insecticida es visible generalmente hasta el nivel molecular principalmente en lepidópteros, siguiente estadio del artrópodo, donde la larva es lo que da como consecuencia, variaciones incapaz de mudar (63), en algunas especies de hormonales no solo en insectos, si no, también en insectos, la larva no es capaz de mudar por lo que crustáceos (67,68). permanece inmóvil y eventualmente muere (figura 16), además existen los denominados Se considera un insecticida muy amigable efectos ovicidas, los cuales no son del todo bien (69), sin embargo, debido a esto, no es degradado denominados, puesto que se caracterizan por muchos insectos. solamente por inhibición de emergencia, los 7.1.- Estructura química efectos en los huevos se obtienen por aplicación tópica o por contaminación de hembras grávidas La fórmula del tebufenozoide es C22H28N2O2, donde la larva a pesar de que se forma siendo capaz de descomponerse antes de la completamente no es capaz del todo de romper las temperatura de ebullición y con una LD50 paredes del huevo (64). >5000mg/kg, además de no ser irritante. Además de la inhibición en la formación de Este compuesto se sintetiza (Figura 17) la síntesis de quitina también existe a la vez una substituyendo en primer lugar al cloruro acumulación del precursor UDP-GIc-NAc(65) aryloxyoxalyl (II) , el cual se prepara por distintas reacciones de diferentes esteres de hidoxibenzoatos con cloruro oxalyl en diclorometano empleando a la piridina como receptor ácido; posteriormente el intermediario reacciona con el que será el tebufenozoide,

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posteriormente usando hidruro de sodio como embargo, el insecto al no estar preparado, las alcalí se obtiene una substitución de carboxilato larvas dejan de alimentarse y mueren; además de (III). El nuevo derivado N-oxalyl contiene esto, diversos mecanismos regulados por la substitutos de ácido carboxílico, formando así el ecdisona se ven igualmente perturbados. nuevo compuesto (Figura 18).

Figura 17.- reacción de síntesis de tebufenozide. Mao, C. H., Wang, Q. M., Huang, R. Q., Bi, F. C., Chen, L., Liu, Y. X., & Shang, J. Figura 19.- 20 Ecdisona en cada estadio. Extraída

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Figura 20.-inhibición de escloratización en larva. Extraído de: .- Retnakaran, A., Gelbic, I., Sundaram, M., Tomkins, W., Ladd, T., Primavera, M., ... & Krell, P. (2001). Mode of action of the ecdysone Figura 18.- tebufenozide. Retnakaran, A., Gelbic, I., Sundaram, agonist tebufenozide (RH‐ 5992), and an exclusion mechanism to explain resistance M., Tomkins, W., Ladd, T., Primavera, M., ... & Krell, P. (2001). Mode of action of to it. Pest management science, 57(10), 951-957., c the ecdysone agonist tebufenozide (RH‐ 5992), and an exclusion mechanism to explain resistance to it. Pest management science, 57(10), 951-957., c 7.3.-Toxicidad en humanos. 7.2.-Modo de acción No existe genotoxicidad a este insecticida, además que no se presentan casos de Es un insecticida considerado de ingestión y envenenamiento en humanos (5), sin embargo, en una menor medida de contacto, actuando como con una sobreexposición aguda se llega a regulador de crecimiento considerándose agonista presentar midriasis, es decir, dilatación de la no esteroide de la ecdisoma, causando que el pupila, ataxia, temblores musculares, náuseas, proceso de muda no se efectúe por completo (70), vómitos, irritación dermal y ocular (71). como en el caso de larvas de lepidóptero que induce el proceso precoz de la muda. Para CONCLUSIONES explicar esto, la hormona 20E, tiene un pico de El grupo de los insecticidas misceláneos, al actividad durante cada estadio (Figura 19), tener integrantes con distintos mecanismos de expresando así los genes involucrados en el ciclo acción fungen una importante y variada opción de la muda, el tebufenozide imitará la actividad para el control de plagas tanto agrícolas como de del ecdisteroide formando una esclerotización importancia médica, sin embargo, se debe tener incompleta (Figura 20) (5). un uso responsable de los mismos, ya que puede No eleva los contenidos endógenos de la dar en la generación de resistencia a los mismo en ecdisoma, sino que actúa directamente sobre los caso de una aplicación continua, mala práctica al tejidos, principalmente en los estadios L1-L4, sin

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no conocer la metodología correcta o no analizar 9.- Burg, R.W., Miller, B.M., Baker, E.E., los mecanismos de defensa de los organismos en Birnbaum, J, Currle, S.A., Hartman, R., Kong, donde se busca el efecto deseado de control, por Y.L., Monaghan, R.L., Olson, G., Putter, Y., otro lado, no solo se debe tomar en cuenta el Tunac, J.B., Wallick, H., Stapley, E.O., Oiwa, R. organismo blanco, ya que pueden existir daños colaterales en caso de que no tomen en cuenta las and Omura, S., 1979: Avermectins, new family of precauciones que cada insecticida. potent anthelmintic agents: producing organism and fermentation. Antimicrob. Agents Ch., 15: Dejando de lado las precauciones de estos 361-367. compuestos, son una gran opción para poder implementar un plan de manejo de plagas, debido 10.- Mckellar, Q.A. and Benchaoui, H.A., 1996: a sus modos y mecanismos de acción específicos, Avermectins and milbemycins. J Vet. Pharmacol. sin embargo, realizar un análisis detallado del tipo de plaga que se desea controlar, siempre es estar Ther., 19: 33 1-351. un paso adelante para evitar efectos no deseados. 11.- Lo, P.A., Fink, D.W., Williams, J.B. and Blodinger, J., 1985: Pharmacokinetic studies of ivermectin: effects offormulation. Vet. Res. Literatura Consultada Commun., 9: 251 -268 1.-Cisneros, F. 1995. Control de plagas agrícolas. Lima. Perú. 12.- Bennett, D.G., 1986: Clinical pharmacology of ivermectin. Javma, 189: 100- 104 2.- Lagunes-Tejeda, A., & Villanueva Jiménez, J. A. 1994. Toxicología y manejo de insecticidas. 13.- Parri, H.R., Djamgoz, M.B.A., Holdendye, L. and Walker, R.J. 1993. An ion-sensitive 3.- Metcalf, R. L., 1959. Bull. Emomo/. Soc. Am. microelectrode study on the effect of a high 5, 3. concentration of ivermectin on chloride balance 4.- Weiden, M. H. J., Moorefield, H. H., and in the somatic muscle bag cells of Ascaris suum. Payne, L. K., J. Econ. Entomol. 58,154 1965. Parasitology, 106: 421-427

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Aplicación industrial de la biotecnología de insectos

Alfonso Juárez Olvera y López Ortiz Oscar Emiliano. Universidad Autónoma de Nuevo León. Facultad de Ciencias Biológicas.

Resumen El empleo de insectos posee potenciales aplicaciones en la industria biotecnológica y alimenticia, ya que las propiedades características de la fisiología de diversas especies, así como de los órganos altamente especializados que poseen, permite que puedan ser empleados como una alternativa al uso común que se posee en la actualidad de microorganismos dentro de la industria, ya que las características de la especie particular permite obtener moléculas útiles para mimetizar

https://asbtec.org/2013/04/la- primavera-abejas-y-biotecnologia/

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Introducción de los árboles. En el campo de la biotecnología blanca, sus sistemas enzimáticos celulolíticos, Los insectos son la clase animal taxonómica principalmente de endo-1,4-β-D-glucanasas y β- más diversa de la tierra, colonizando casi todos D-glucosidasas, pueden emplearse para la los nichos ecológicos del planeta. Para sobrevivir sacarificación del polímero más prominente sobre en varios hábitats, los insectos han establecido la tierra, celulosa [2]. diversos sistemas biológicos y químicos para la producción de moléculas de defensa, proteínas Enzimas en la industria alimenticia estabilizadoras o enzimas líticas [1]. Los Las enzimas son herramientas indispensables componentes principales para estos sistemas son para la producción de varios productos enzimas que les permiten a los insectos alimenticios así también para la síntesis de alimentarse de diferentes fuentes nutritivas. El aditivos, vitaminas y saborizantes. Las enzimas uso de estas enzimas para aplicaciones tales como juegan un papel crucial en la conservación de el área alimenticia y el área industrial ha obtenido comida, la eliminación de componentes tóxicos o gran importancia para su estudio [1]. factores no nutritivos [3]. Ejemplos prominentes de enzimas derivadas El aumento de personas que sufren de insecto son, peptidasas, amilasas, lipasas y β- intolerancias o alergias, ha liderado la búsqueda D-glucosidasas. Las peptidasas altamente de enzimas con nuevas propiedades en un campo potentes sirven para la degradación del gluten, fértil de investigación para la solución de estos una proteína de almacenamiento que puede causar problemas [3]. trastornos intestinales, pueden ser recibidas de plagas de granos [2]. Hasta ahora las enzimas utilizadas en la producción de alimentos han sido obtenidas de Insectos de corteza, escarabajos ambriosa y bacterias, hongos, plantas y mamíferos. termitas, son capaces de alimentarse de la madera

Tabla 1 Habilidad de los insectos para hidrolizar proteínas de alimentos en zimogramas Plaga de grano Caseína Gluten Proteína del arroz Alphitobius diapernius + + n.d. Oryzaephilus surinamensis + + + Rhizopertha dominica + + n.d. Sitophilus granaries n.d. n.d. + Tenebrio molitor + + + Tribolium castaneum - - + + positivo, - negativo, n.d. no determinado Fuente: Mika, N., Zorn, H., & Rühl, M. (2013). Insect-derived enzymes: a treasure for industrial biotechnology and food biotechnology. In Yellow Biotechnology II (pp. 1-17). Springer Berlin Heidelberg.

Plagas de granos de la semilla pueden ser copiadas, como para la producción de alimentos sin gluten [4]. Los Coleópteros (escarabajos) representan la mayor biodiversidad de todas las criaturas. Las El grupo de plagas de granos incluye plagas de cereales en particular están distribuidas Sitophilus granarius, Rhizopertha dominica, a nivel mundial. Con un ciclo de vida corto de Oryzaephilus surinamensis, Alphitobius sólo 3-4 semanas, muchas plagas de granos son diaperinus y Tribolium castaneum (Figura 1). fáciles de mantener en el laboratorio [3]. Debido Las plagas de granos producen varias a que las plagas de granos dependen de las hidrolasas, incluyendo glicosidasas y peptidasas, mismas fuentes de alimento que los seres para la degradación de carbohidratos y proteínas humanos, sus estrategias para digerir las proteínas de almacenamiento, para satisfacer su demanda de carbono y nitrógeno [5]. Se ha detectado

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actividad de α-amilasa en plagas de granos alimentan de cereales: tripsina y quimotripsina diferentes, como Helicoverpa armigera, tipo peptidasas en Plodia interpunctell, una Eurygaster integriceps, y en el bien estudiado T. cisteína peptidasa en Tenebrio molitor, y serina castaneum [5]. peptidasas en Prostephanus trunca. Una de las plagas de grano mejor caracterizadas es el gusano Además, se han descubierto varias exo y amarillo de la harina, T. molitor [5]. endo-peptidasas en numerosos insectos que se

Figura 1 ejemplos de pestes de grano: S. granaries (a), R. dominica (b), O. surinamensis (c) y T.castaneum (d) Fuente: Mika, N., Zorn, H., & Rühl, M. (2013). Insect-Derived Enzymes: A Treasure For Industrial Biotechnology And Food Biotechnology. In Yellow Biotechnology II (Pp. 1-17). Springer Berlin Heidelberg

Enzimas degradadoras de gluten. Las posibilidades de degradar los péptidos relevantes para la enfermedad celíaca se han La enfermedad celíaca es un trastorno demostrado en una serie de estudios. Se ha intestinal causado por una respuesta inmune no discutido la hidrólisis de las proteínas asociadas a controlada sobre el gluten de trigo y proteínas la enfermedad celíaca con enzimas del similares, ascomiceto Aspergillus niger y de los cereales tales como avena, centeno y cebada. Los germinados. Aunque una hidrólisis parcial de los síntomas típicos incluyen diarrea, desnutrición y péptidos de interes se logró, peptidasas más trastornos del crecimiento. Debido a que la eficaces y específicos son necesarios. Una enfermedad celiaca se diagnostica en infantes por conclusión obvia es centrarse en los insectos, la ingesta de cereales, los productores de como las plagas de granos, cuya fuente de alimentos para bebés deben de ofrecer una gama alimento son las proteínas de almacenamiento de sin gluten, la cual es bastante limitada, por eso granos de cereales [7]. representa un papel importante la búsqueda de enzimas de interés alimentario [6].

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En estudios recientes se ensayaron los gradiente de pH de 5.6 en el intestino medio extractos enzimáticos de las plagas de grano: A. anterior (AM) a 7.9 en el intestino medio diapernius, S. granary, T. castaneum, T. molitor, posterior (PM), y las enzimas digestivas se O. surinamensis y R. dominica para determinar su disponen a su pH óptimo en la AM o PM. De capacidad para hidrolizar caseína, gluten, acuerdo con su pH óptimo, las cisteínas seroalbúmina bovina y proteína de arroz (Tabla 1) peptidasas y las glicosidasas se encuentran principalmente en la AM, mientras que las serina Para localizar las actividades de la peptidasa, peptidasas se encuentran preferiblemente en la se comparó la capacidad de los insectos para PM. hidrolizar las proteínas alimentarias entre los escarabajos desvenados y completos (Figura 2). En resumen, varios estudios se centran en las enzimas derivadas de insectos para la degradación T. molitor es una de las plagas de granos del gluten, y varias enzimas se han caracterizado. mejor examinadas. Por lo tanto, las peptidasas Sin embargo, ninguna se ha comercialización digestivas de T. molitor se encuentran altamente hasta ahora. Por esa razón, otros estudios que se estudiados. La digestión de las proteínas de centren en nuevas enzimas de insectos son de almacenamiento en larvas de T. molitor ocurre en especial interés. el intestino medio. Los estudios de Vinokurov et al. [8] y Elpedina y Goptar [9] revelaron un fuerte

Figura 2 Comparación de extractos enzimáticos obtenidos de escarabajos desvenados (1,3) y completos (2,4), O. surinamensis (1,2) y R. dominicana (3,4). Los zimogramas contienen proteínas de arroz (a) y gluten(b). Fuente: Mika, N., Zorn, H., & Rühl, M. (2013). Insect-derived enzymes: a treasure for industrial biotechnology and food biotechnology. In Yellow Biotechnology II (pp. 1-17). Springer Berlin Heidelberg

Amilasas especies asociadas a insectos. Mehrabadi et al. [11], por ejemplo, determinaron y caracterizaron Las amilasas, en especial α-amilasa (EC. la actividad a-amilasa de diversas plagas de 3.2.1.1), pertenecen a las enzimas digestivas más granos, tales como S. granarius y R. dominica. importantes. Se emplean para la degradación del Otras amilasas fueron descritas por Saadati Bezdi almidón en el mosto, la fabricación de productos et al. [12]. Caracterizaron el sistema enzimático de panadería y la producción de glucosa y otras de las glándulas salivales de E. integriceps e especialidades azucareras [10]. identificaron dos α-amilasa. En la literatura, se pueden encontrar muchos

estudios sobre amilasas aisladas de insectos o

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Tabla 2: Condiciones óptimas de β-glucosidasas derivadas de insectos Organismo pH T Km V [°C] Termitas Coptotermes 5.6-6.2 49 n.d. n.d. formosanus Macrotermes 5.0 50 n.d. n.d. barneyi Nasutitermes 5.5 65 n.d. n.d. takasagoensis Neotermis 5.0 50 3.8 mM * 3.8 mM * koshunensis Neotermis 5.0 50 0.77 mM ** 0.77 mMa ** koshunensis Reticulitermes 7.0 n.d. 1.44 ± 0.14 mM *** 1.44 ± 0.14 mM *** flavipes Escarabajos Bombyx mori 6.0 35 n.d. n.d. Rhynchophorus 5.0 50 0.31 mM n.d. palmarum *220 lmol min-1 mg-1,** 16 lmol min-1 mg-1ª, 638.0 ± 39.0 lmol min-. Fuente: Mika, N., Zorn, H., & Rühl, M. (2013). Insect-derived enzymes: a treasure for industrial biotechnology and food biotechnology. In Yellow Biotechnology II (pp. 1-17). Springer Berlin Heidelberg

Enzimas de Insectos para la Biotecnología El biopolímero más abundante en la tierra es Industrial la celulosa. Se encuentra en las paredes celulares de plantas herbáceas y en plantas leñosas junto La biotecnología industrial (biotecnología blanca) utiliza enzimas o microorganismos para con hemicelulosa y lignina. En la naturaleza, mejorar procesos industriales ya existentes o para la lignocelulosa se degrada principalmente por desarrollar nuevos productos y procesos hongos filamentosos. Tienen un eficiente sistema demandados por el mercado. Los recursos enzimático oxidativo capaz de degradar el renovables más importantes son los polímeros polímero lignocelulósico completo en fuentes de vegetales, particularmente la lignocelulosa que nitrógeno y carbono consumibles [15]. representa el principal compuesto de plantas La degradación ambiental de las leñosas [13]. lignocelulosas por hongos superiores es un La liberación de azúcares fermentables a proceso eficiente pero muy tedioso. partir de lignocelulosas (por ejemplo madera y Los insectos que se alimentan de madera paja) para la producción de diversos productos dependen de procesos metabólicos químicos tales como etanol, butanol o ácidos significativamente más rápidos. Esto genera orgánicos es una de las principales áreas de muchas esperanzas en las características investigación en la biotecnología blanca [14]. bioquímicas y catalíticas de las enzimas de los Uno de los pasos más importantes hacia insectos, y que puedan acelerar la descompresión productos valiosos de la lignocelulosa es el ataque de las lignocelulosas en futuros conceptos de bio- inicial del polímero complejo y reticulado. Para refinería [15]. ello se necesitan enzimas oxidativas e Varios insectos, los escarabajos de ambrosía hidrolíticas. y las termitas, son capaces de alimentarse de la madera (xilófagos). A pesar de que esto sea

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información ya conocida durante siglos, sus hidroxilación y desmetilación de los monómeros sistemas digestivos todavía en gran medida de lignina, guayacol y siringol. quedan por aclarar [15]. Muy probablemente, las peroxidasas En particular, el aparato enzimático degradantes de la lignina (LiP, MnP, VP o DyP) necesario para la oxidación de la lignina y la son producidas por organismos simbióticos y no hidrólisis de la celulosa es sólo marginalmente por los mismos insectos. Por otro lado, las comprendido. Una razón podría ser las diversas lacasas, que también son más prominentes en fuentes de las enzimas clave, que pueden ser hongos filamentosos, se producen en insectos producidas por microorganismos, por hongos [19]. simbióticos cultivados por los insectos, o por los Las lacasas también están presentes en el propios insectos como enzimas endógenas [16]. sistema intestinal de insectos, como en la termita Recientemente, los estudios con R. flavipes. Se identificaron dos lacasas, transcriptoma revelaron conocimientos sobre los expresadas y caracterizadas heterólogamente. genes activos de la celulasa de los insectos. Las Ambas laccasas comprenden todos los lados celulasas más prominentes son endo-1,4-β-D- laccasespecíficos de unión al cobre (T1, T2 y T3), glucanasas y β-D-glucosidasas. Una endo-1,4-β- pero no mostraron actividad contra los sustratos D-glucanasa de termitas inferiores Reticulitermes generales de lacasa ABTS y syringaldazina. flavipes se expresó heterólogamente en un Ambas lacasas mostraron un aumento en la sistema de expresión de baculovirus [17]. La actividad cuando se añadió peróxido de enzima mostró una actividad óptima contra la hidrógeno, revelando una actividad de fenol carboximetilcelulosa (CMC) a pH 6,5-7,5 y 50- oxidasa dependiente de peróxido [19]. Las 60ºC. Una β-glucosidasa recombinante derivada aplicaciones potenciales de lacasas son amplias. del mismo organismo mostró la mayor actividad Pueden emplearse para la producción de tableros contra celobiosa a pH neutro y demostró una de fibras de densidad media, para la decoloración buena estabilidad hasta temperaturas de 40ºC. de colorantes o para la clarificación de jugos [20]. Otra β-glucosidasa de la termitas Neotermis Expresión de proteínas heterologas en células koshunensis mostró una actividad ligeramente de insectos. superior contra el laminaribiose que contra la celobiosa, con una temperatura óptima de 50ºC y Las células de insectos, al ser células un pH óptimo de 5,0. La β-glucosidasa de la eucariotas tienen la capacidad de realizar termitas superiores Nasutitermes takasagoensis, modificaciones post-traduccionales a las expresada heterólogamente en Pichia pastoris, proteínas, debido a esto los cultivos de células de mostró actividades similares contra la celobiosa y insectos representan una plataforma factible para el laminaribiose, pero alcanzó su máxima la expresión de proteína heterologas. El empleo actividad a 65ºC y pH 5,5. La mayoría de las β- células de insectos para la expresión de proteínas glucosidasas se caracterizaron por un pH óptimo heterologas empieza a partir de la síntesis exitosa en el intervalo de pH ligeramente ácido de 5,0-6,0 de baculovirus recombinantes. (Tabla 2), aunque el pH en el intestino de termitas El primer reporte de producción de interferón varía entre pH 6 y 10 [5, 18]. humano en células de mariposa fue publicado en Enzimas oxidativas 1938, en el cual se presenta un sistema que permite la expresión de un gen de interés con la En un estudio realizado por Geib et al. [19], ayuda de virus patogénicos de insectos, el punto el escarabajo asiático A. glabripennis y el principal de dicha estrategia es que estos termitero del pacífico del Pacífico Zootermopsis baculovirus producen polihedrina, la cual no es angusticollis fueron alimentados con madera de esencial para la replicación del virus y es roble y de pino, respectivamente. Ambos insectos producida en cantidades mayores al 70% del podrían alterar dramáticamente las características contenido total de proteína celular. Utilizando el químicas y físico-químicas de la lignina de la promotor fuerte de la polihedrina, se reemplazó el madera blanda y de la madera dura. Los autores DNA viral por el cDNA del interferón humano observaron oxidación de cadena lateral,

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siendo posible obtener un rendimiento de 5mg/L comprende el uso de un bacmido que contiene el de cultivo celular [21]. genoma viral y un plásmido de transferencia pFastBac que contiene el genoma de interés específico el cuál será insertado posteriormente.

Figura 3. Replicación de baculovirus en larvas de lepidóptero. [23] Existen aproximadamente 500 líneas Figura 4. Sistema de expresión de baculovirus celulares de insectos establecidas de Bac-to-Bac (Invitrogen.[23] Lepidópteros y Dípteros, mientras que cerca de 100 a partir de otros insectos. Las líneas células La plataforma de expresión en baculovirus se de insectos convencionales son derivadas de ha utilizado para la producción de 5 vacunas Spodoptera frugiperda, Trichoplusi ni y humanas o productos veterinarios para el año Drosophila melanogaster [22], estas células 2012, entre ellas Boehringer Ingelheim’s pueden ser utilizadas para la producción de virus CircoFLEX para el Circovirus porcino Tipo 2 y o posterior a la infección con baculovirus para la GSK’s CERVARIX para el tratamiento del virus producción de proteínas recombinantes. del papiloma humano [26]. Para que los baculovirus sean empleados Biosensores como vector para la producción de proteínas Los biosensores son sistemas que emplean recombinantes, el gen de interés debe insertarse componentes orgánicos tales como células, próximo a un promotor potente sin afectar la proteínas, organelos, u organismos completos replicación del virus, dicho promotor en la acoplados a un dispositivo tecnológico. plataforma descrita corresponde al promotor de la Combinando transudctores físico o químicos con polihedrina. Debido a la longitud del genoma de sensores biológicos es posible reproducir la los baculovirus, no es práctico integrar capacidad de sensores naturales. El papel del directamente el DNA de interés, es por ello que transductor es convertir la interacción biológica o variedad de vectores de transferencia se ofrecen química y el analito en una respuesta física o comercialmente [24], dichos vectores química que genere una señal de salida comprenden un promotor, un sitio de clonación cuantificable. para la inserción del gen, una señal de terminación, una región que delimita el DNA Biosensores basados en el olfato de los viral y un sitio para la unión de un transposon insectos han sido desarrollados a partir de las bacteriano, adicionalmente la adición de un antenas, esto debido a que se encuentran entre los péptido señal permite la recuperación de la órganos más sensibles y selectivos químicamente proteína secretada directamente del medio. El en el reino animal [27]. La combinación de un sistema Bac-to-Bac ofrecido por Invitrogen fue la órgano de insecto altamente especializado y primer plataforma disponible comercialmente operativo bioquímicamente con dispositivo de para la expresión de proteínas heterologas en procesamiento electrónico permite la detección células de insectos [25]. Dicho sistema de compuestos volátiles en la atmosfera. Debido

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a que diversas especies de insectos se encuentran combustión del combustible fósil no genera las en la mayoría de los ecosistemas del mundo y se mismas señales bioquímicas, de esta manera es encuentran adaptados a diversas interacciones posible diferencias por medio de dicho sensor el con el ambiente basadas en el olfato la cantidad origen del fuego [29]. potencial de aplicaciones que posee es muy alta. Una de las limitantes de la El método mayormente empleado para la electroantenografía es que se requiere la pureza cuantificación de la recepción de compuestos de las sustancias a analizar para obtener volátiles por insectos es la electroantenografía, mediciones exactas debido a que las reacciones de reportada por primera vez en 1955 [28]. En estos todas las neuronas antenales son medidas dispositivos las antenas de los insectos son simultáneamente [30]. conectadas a 2 electrodos y 2 señales eléctricas son cuantificadas cuando el analito es recibido, Leptinotarsa decemlieata tiene la capacidad los eventos de despolarización en la superficie de de diferenciar por vía olfatoria plantas de papa la dendrita genera un nanovoltaje que debe ser infectadas con Phytophtora infestans, plantas con filtrado y amplificado para medir la señal. daño mecánico por prácticas agrícolas y plantas infestadas por L. decemlieata, ello debido a que las plantas de papa emiten distintas escancias cuando los escarabajos se alimentan de ella comparado a si se encuentra infectada por hongos o si tiene daño mecánico, estos compuestos marcadores pueden ser detectados aún en bajas concentraciones y reconocidas a largas distancias de la fuente de emisión por L. decemlieata, uno de estos compuestos es el 2-phenylethanol su concentración se correlaciona con el tipo de daño [31]. Esta estrategia es empleada para aplicar medidas químicas profilácticas si los niveles detectables representan un riesgo económico para Figura 5- Conexión de una Electroantenografía y la producción del cultivo. medición [29]. Es posible desarrollar biosensores para la Los electrodos son unidos al tejido utilizando localización de cadáveres así como también para soluciones salinas, previniendo de esta manera la la estimación del intervalo post-mortem. deshidratación o el saneamiento de los tejidos Calliphora vicina tiene presencia en las etapas dañados, permitiendo así la medición de las iniciales, tardías e incluso en la descomposición señales producidas por la antena. avanzada [32], convirtiendo a dicha especie en una opción factible para el desarrollo de un Se ha empleado el acoplamiento de la antena biosensor de este tipo. Dicho sistema también es aislada del escarabajo de la papa de colorado en posible aplicarlo en la industria alimenticia, con un transistor de efecto de campo, al aplicar aire el fin de detectar carne en proceso de cargado de un compuesto especifico se obtiene descomposición, debido a la producción que una casacada bioquímica dentro de la antena genera de compuestos sulfurados volátiles [33]. permitiendo la formación de potenciales eléctricos a través de la membrana celular los las funciones que realizan en su entorno cuales inducen una variación en la conductancia natural y trasladarlo a la industria. Así mismo la dependiente de la concentración particular del capacidad de acoplar órganos de insectos a compuesto. Se ha desarrollado un sensor basado dispositivos electrónicos permite el desarrollo de en la antena de Melanophila acuminata que herramientas que tengan como función la detección de compuestos específicos. permite la detección de los componentes presentes en el humo provenientes de la pirolisis Referencias de la lignina como el guajacol, sin embargo la

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Artrópodos y Salud Ene.-Jun., 2017. Vol. 7 No. 1 Paratransgénesis: Simbiontes al ataque

Paratransgénesis: Simbiontes al ataque

Arce-Martínez Samantha, Rodríguez, Ceballos Dalia, Garza-Cabrales Jeannete Elizabeth, Núñez-Ramírez Francisco Freinet.

RESUMEN

La aparición de resistencia por parte de insectos a toda clase de insecticidas ha ocasionado grandes pérdidas económicas tanto para el sector salud como para el sector agrícola. En las últimas décadas, ha existido una escasez de nuevos formulados químicos capaces de remplazar a los formulados viejos, y cuando estos nuevos formulados llegan a aparecer en el mercado, los insectos blanco no tardan en desarrollar una resistencia hacia ellos, volviéndolos inútiles poco después de su primera aplicación. Con el advenimiento de la ingeniería genética, nuevas tecnologías se encuentran a nuestra disposición para hacerle frente a esta dificultad. La paratransgénesis nos ofrece una alternativa a todos los problemas de resistencia a insecticidas que existen actualmente en el mundo. No obstante, la paratransgenesis enfrenta grandes retos. El objetivo de este trabajo es dar a conocer el impacto que puede tener la paratransgénesis de insectos como método alternativo de control.

INTRODUCCIÓN tardan en desarrollar una resistencia hacia ellos, volviéndolos inútiles poco después de su primera aplicación. Todo lo antes mencionado nos lleva a El uso descontrolado e irresponsable de que es necesario el desarrollo de nuevas insecticidas para el control de insectos vectores de estrategias de control para reducir la transmisión enfermedades, así como para el control de plagas de enfermedades por aquellos insectos vectores, agrícolas, ha traído consigo un problema de así como para asegurar el bienestar de los cultivos dimensiones inimaginables. La aparición de agrícolas (20). Con el advenimiento de la resistencia por parte de insectos a toda clase de ingeniería genética, nuevas tecnologías se insecticidas ha ocasionado grandes pérdidas encuentran a nuestra disposición para hacerle económicas tanto para el sector salud como para frente a esta dificultad. La paratransgénesis nos el sector agrícola. En las últimas décadas, ha ofrece una alternativa a todos los problemas de existido una escasez de nuevos formulados resistencia a insecticidas que existen actualmente químicos capaces de remplazar a los formulados en el mundo. Lo que se busca es reducir o viejos, y cuando estos nuevos formulados llegan completamente anular la competencia del insecto a aparecer en el mercado, los insectos blanco no modificando genéticamente organismos

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simbiontes a éste. El esparcimiento de estos y conocer de las múltiples subespecies del insecto simbiontes modificados en la población de un a modificar (47). insecto se da por vía materna o bien por Aun cuando el camino para desarrollar coprofagia (12). nuevas técnicas funcionales para el control de El objetivo de este trabajo es dar a conocer el insectos que puedan causar algún problema a la impacto que puede tener la paratransgénesis de sociedad ha sido largo, la sociedad aún no está insectos como método alternativo de control. preparada para aceptar un organismo transgénico Además de informar las perspectivas que se y es aquí que observamos los problemas éticos, tienen en el área y los desafíos que existen. Una legales y los problemas sociales que detienen única estrategia no basta para el control de estos procesos. insectos plagas y vectores, será la combinación de Por las razones mencionadas anteriormente muchas metodologías, nuevas y tradicionales, las la comunidad científica está interesada en la que nos lleven a lograr el éxito. técnica de la paratransgénesis la cual consiste en el uso de bacterias simbióticas para expresar moléculas que actúen dentro del organismo de INSECTOS TRANSGÉNICOS VS interés. La bacteria simbionte es genéticamente PARATRANSGÉNESIS EN INSECTOS modificada para expresar alguna molécula que Los insectos transgénicos prometen ser una cause algún efecto en el organismo al cual será gran herramienta para el área médica, reintroducido el simbionte (Fig. 1), Esta técnica farmacéutica y de salud pública. Los avances en se planteó por primera vez en 1997 por el M.D. el desarrollo de tecnologías moleculares nos han Ravi V. Durvasula y colaboradores, donde buscaban permitido transformar de manera rutinaria expresar una molécula antiparasitaria (Ceropina A, diferentes organismos relevantes en este caso péptido letal para el parasito Trypanosoma cruzi) insectos, estos desarrollos permiten la generación mediante una bacteria simbionte de insectos trasmisores de ideas que ayuden a combatir plagas, de enfermedades en este caso Rhodnius prolixus vector enfermedades, o evitar la transmisión por vectores de la enfermedad de Chagas (12). Esto es (31). desencadenó el uso de esta técnica para modificar El inicio de los insectos transgénicos se dio a insectos de importancia en diferentes ámbitos, finales de los 60´s donde se modificó a pues se han realizado trabajos con el objetivo de Drosophila donde se inició el desarrollo disminuir la población de mosquitos de los estratégico de la creación de un insecto géneros de Anopheles, Aedes y Culex (47), entre genéticamente modificado, para el 2000 un otros organismos de importancia médica y mosquito transgénico, y para el 2010 se realizaron agrícola. pruebas de campo de estos (25). BACTERIAS, HONGOS Y VIRUS Pero aun cuando actualmente tenemos las SIMBIONTES EN INSECTOS herramientas necesarias para producir un En los últimos años los conceptos de organismo genéticamente modificado, hay microbioma y viroma se han popularizado en la muchos detalles a considerar antes de poder comunidad científica. Cada vez existe más liberarlos , un aspecto importante el fitness que evidencia que las bacterias, hongos y virus juegan presentan los organismos liberados es más bajo a un papel muy importante en diversos procesos los silvestres debido a que estos al estar en metabólicos de los organismos. En los insectos no condiciones de laboratorio se seleccionan es diferente. Bacterias simbiontes se han características que no coinciden con las encontrado en muchos insectos. La eliminación poblaciones silvestres (13), además conocer el de estos simbiontes obligatorios resultaría en una mecanismo de acción del gen, como la estabilidad pérdida de fitness muy grande para el insecto (47). del gen insertado en las siguientes generaciones,

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Figura 1. La paratransgénesis consta de modificar genéticamente simbiontes del insecto de interés para que exprese algún gen que codifique para alguna molécula con propiedades insecticidas o propiedades benéficas para el insecto, al ser reintegrado en el insecto. Modificada de (13).

Quizá el ejemplo más conocido de una Virus simbióticos pueden servir como otra bacteria simbionte de insectos lo pueda ofrecer alternativa a la paratransgénesis. Densovirus, por Wolbachia. Wobachia es una bacteria intracelular ejemplo, ya son modificados genéticamente para gram negativa que puede ser encontrada en las expresar moléculas que reduzcan la competencia vacuolas citoplásmicas de insectos, isópodos, del insecto. Estos virus son vectores adecuados ácaros y nematodos (28,45). La literatura está para la expresión de genes extraños en los repleta de numerosos reportes utilizando a mosquitos debido a que son altamente Wolbachia como un método de control biológico. específicos, ambientalmente estables, matan a las Recientemente LePage et al. (2017) y Beckmann larvas de los mosquitos de una manera dosis et al. (2017) mostraron evidencia de los dependiente, disminuyen la vida de los adultos mecanismos moleculares que subyacen en la supervivientes y se transmiten verticalmente incompatibilidad citoplásmica (IC) característica (7,8). de la cruza de un macho infectado con Wolbachia PARATRANSGÉNESIS EN INSECTOS y una hembra no infectada. Ellos reportan por CAUSANTES DE PLAGAS AGRÍCOLAS primera vez la identificación de genes de Wolbachia responsables de la IC aun cuando la IC El estudio e interés en microorganismos tiene más de 45 años de haber sido descubierta simbiontes para el control biológico de plagas ha (19). crecido en los últimos años (15), esto es debido principalmente a la creciente necesidad de optar Además de las bacterias, los hongos son por otras tecnologías, además de las químicas, que organismos también muy útiles en lo que respecta contribuyan en disminuir el creciente número de a la paratrangénesis en insectos. Éstos tienen pagas resistentes a pesticidas. En este sentido, se ciertas ventajas sobre las bacterias, ya que, a ha puesto mayor énfasis a las bacterias como diferencia de ellas, los hongos pueden sobrevivir método de control, debido a que estas tienen por mucho tiempo a las condiciones ambientales pueden intervenir en varios estadios del ciclo de como esporas, y pueden infectar al insecto sin vida de los insectos principalmente en la etapa necesidad de ser consumido por éste, sino reproductiva, es por esto que se les ha dado el directamente a través de la cutícula (44).

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nombre de “parásitos reproductivos”, que de planta, transmite el patógeno, infectando así manera general se puede definir como aquellas nuevas plantas (33). Es por esto que se han bacterias simbióticas que afectan la reproducción propuesto múltiples técnicas que contribuyan a la del hospedero (32), entre estas se incluyen disminución de este agente patógeno, entre ellas especies del genero Wolbachia, Ricketssia, la creación de cepas no patógenas de Xylella Arsenophonus, Cardinium, Flavobacterium y fastidiosa, transformaciones con Agrobacterium Spiroplasma; de las cuales se hay mayor número rhizogenes que vuelvan resistentes a los cultivos de investigaciones del genero Wolbachia, la cual de uva, el aislamiento de anticuerpos para tiene la capacidad de infectar 20-70% de los integrarlos a insectos vectores con el fin de insectos y entre sus excepciones se encuentra en volverlos resistentes a patógenos simbiontes el orden Phthiraptera. Arsenophonus ha sido (9,22,27), además de técnicas de paratransgénesis reportado en 11% de 36 especies de insectos, las cuales han demostrado tener eficacia y Cardinium en 6% de 99 especies de artrópodos viabilidad (27); como la manipulación de (11). bacterias endófitas, ya que estas son caracterizadas por habitar por ciertos periodos Uno de los principales vectores de interés dentro de especies vegetales, sin causar ningún para la aplicación de la técnica de tipo de daño, además se han encontrado especies paratransgénesis, corresponde a Homalodisca del genero Methylobacterium en varios cultivos vitripennis (Fig. 2) perteneciente al orden de cítricos, y este género en particular ocupa el Hemiptera (27), ya que es el principal vector de mismo nicho ecológico que X. fastidiosa en el Xylella fastidiosa una bacteria gram negativa que xilema de las plantas vasculares. causa múltiples enfermedades en los cultivos como, la enfermedad de Pierce en cultivos de uva, clorosis variada en cítricos (CVC, por sus siglas en inglés, se muestra en la figura 3), enfermedades en los cultivos de durazno, marchitamiento y enfermedad de quemadura de hojas ciruela, olmo, arce y café, principalmente (4).

Figura 3. Izquierda, Lesiones en hojas y frutos como consecuencia de de la clorosis

Además las bacterias endófitas tienen la capacidad natural de actuar como protectoras en contra de patógenos de plantas, ya que se cree que pueden proveer a las pantas la resistencia a enfermedades mediante la síntesis de compuestos Figura 2. Homalodisca vitripenni, principal estructurales como los sideroforos y enzimas vector de Xylella fastidiosa. Tomado de: (22). extracelulares, así como la inducción y expresión de moléculas que generan inmunidad a la planta (26), en la Figura 4 se muestran los pasos Este insecto adquiere el patógeno al generales seguir para implementar una estrategia momento de su alimentación ya que este se de paratransgénesis contra Xylella fastidiosa. Es encuentra inmerso en el xilema de plantas aquí donde la técnica de paratransgénesis tiene su afectadas, y al momento de que el vector termina participación, ya que se trata de provocar una su alimentación y procede a alimentarse de otra alteración genética deseada en microorganismos

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endófitos simbiontes que sean acarreados por infecciosas y provocan cada año más de 1 millón insectos, de manera que, al momento de que el de defunciones. Los vectores son organismos vector se alimente de la planta transmitirá las vivos que pueden transmitir enfermedades bacterias inocuas a plantas que no estén afectadas infecciosas entre personas o de animales a con el fin de brindarles inmunidad contra personas. La mayoría de los vectores son insectos patógenos; además en aquellas que ya presenten hematófagos. Los mosquitos son los vectores de la infección, se espera que las bacterias endófitas enfermedades más conocidos después le siguen eliminen a las bacterias patógenas por las garrapatas, moscas, flebótomos, pulgas, competencia (4); controlando así, en este caso, la triatominos y algunos caracoles de agua dulce transmisión de uno de los patógenos plaga que (34). causan un gran número de pérdidas de cultivos. La técnica de paratransgénesis también se ha aplicado como control de plaga en Dermolepida albohirtum (Fig. 5), el cual pertenece al orden Coleóptera y afecta en su estado larvario al cultivo de caña de azúcar australiana (37), posterior a la eclosión, los especímenes en sus primeros instas larvales se alimentan de materia orgánica, incluyendo las raíces delgadas, esto durante 4 semanas; en instas posteriores se alimentan de las raíces de la caña de azúcar cerca de 5 semanas. En el tercer insta se alimentan durante 3 a 4 meses y es cuando se produce mayores daños al cultivo (42). Se ha observado en estudios microbiológicos, que el intestino larval de estos escarabajos, está expuesto a una gran diversidad de microorganismos. Es por esto, que varios estudios se han centrado en la identificación y caracterización de estas; utilizando el análisis DGGE y análisis filogenéticos acompañados de técnicas moleculares, se han identificado especies de bacterias asociadas a las larvas aun en especies geográficamente aisladas (38), se propone que estas especies de bacterias sean aisladas en cultivos puros y transformadas genéticamente para que puedan expresar compuestos que eviten Figura 4. Pasos a seguir para desarrollar la la alimentación los cultivos de caña de azúcar estrategia de paratransgenesis como control australiana, ya que, posterior a la inserción a las simbionte usando bacterias endofitas, en contra de larvas de los escarabajos, posteriormente podrían Xylella fastidiosa. Tomado de: (26). ser liberados y se espera que en base al fitness más alto que estos presentaran, pueda disminuir Por ser una parte importante, la búsqueda de paulatinamente la población de escarabajos que técnicas que ayuden a la disminución del vector o afectan a la caña de azúcar (37, 38, 42). logren eliminar del vector el agente infeccioso, no ha parado incluso se han retomado técnicas, a las que ahora se les ve más futuro, como es el caso de PARATRANSGÉNESIS EN INSECTOS la paratransgénesis. VECTORES En cuanto a los mosquitos se ha realizado Las enfermedades transmitidas por vectores paratransgénesis en los géneros de Anopheles, representan el 17% de las enfermedades Aedes y Culex, responsables de malaria, dengue y

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filiaríais respectivamente, las cuales son de gran importancia para la salud pública por tal motivo el desarrollo de técnicas genéticas para el control de estos ha sido el centro de atención, al buscar genes letales que disminuyan las poblaciones de estos organismos haciendo que se detenga su ciclo de vida. Un ejemplo es en Ae. aegypti que tiene como simbionte a el hongo M. anisoplia la cual fue modificada para expresar scopina una molecula que puede interferir con el dengue, asi como para An. Stephensi y An. Gambie que transmiten malaria, se modificó a sus simbionte Figura 5. Dermolepida albohirtum, plaga de caña bacteriano Pa. Agglomerans para secretar de azúcar australiana. Tomado de: (42). Cercopina A, SM1, Scorpine EPIP, scFVS y mPLA2 (antiplasmodium) que inhiben el Aunque se han realizado estudios de la desarrollo del parasito P. falciparum causante de microbiota de insectos silvestres, la identificación esta infección (47). completa de las poblaciones que allí residen todavía está en desarrollo (3,10, 14, 18, 30, 36, 39, Otro vector de importancia es la mosca de la 40, 43). El conocimiento de la microbiota de los enfermedad del sueño o Tripaniosomiasis insectos es esencial para que un sistema africana, es la mayor causa de muertes en África, paratransgénico funcione, por lo que uno de los el cuál mediante su simbionte bacteriano Sodalis desafíos más importantes que enfrenta dicha el cual fue modificado para producir un tecnología es buscar e identificar virus y tripanocida encontrando resultados de simbiontes bacterianos y fúngicos que no son prevalencia a la resistencia de tripanosomas del patógenas para los seres humanos o los animales 100% por 25 años en poblaciones de la mosca y que estén bien establecidos en los insectos tsetse (17). problema y que se puedan transmitir a la próxima La enfermedad de Chagas es causada por el generación (6, 21, 36), ya que juegan un papel protozoario Tripanosoma cruzi y es trasmitida a crítico en los procesos metabólicos y pueden ser humanos por la chinche besucona Triatoma vitales para erradicar a estos organismos pues infestans que transmite el parasito al humano vía colonizan sus órganos internos y otros tejidos, por fecal, este insecto es endémico de la región centro lo que la eliminación de los simbiontes obligados y sur de América. Un simbionte de este insecto es daría lugar a una pérdida en el fitness de los R. rhodnii la cual fue transformada para expresar insectos (disminución de la fertilidad y tasa de AMP ceropina A, como resultados obtenidos el crecimiento lenta) (16,36). Aunque se ha 65% de los insectos examinados quedaron libres identificado una gran variedad de de T.cruzi el restante quedó con un número microorganismos simbióticos en la microflora de reducido de parásitos (24). insectos, en su mayoría bacterias, el aislamiento de estos simbiontes no es tan sencillo debido a que DESAFÍOS Y PERSPECTIVAS DE LA las técnicas existentes de cultivo no permiten PARATRANGÉNESIS EN INSECTO aislar e identificar todos los componentes del A pesar del éxito en la transformación de microbioma ya que no es posible simular las vectores en simbiontes de insectos, no se sabe si condiciones requeridas para su crecimiento en un los simbiontes transformados pueden substituir a laboratorio (23). Pero gracias a las técnicas de los no transformados en poblaciones naturales de metagenómica, los científicos comienzan a insectos y con ello afectar potencialmente el identificar cada vez de una forma más sencilla los desarrollo y la transmisión del patógeno en su microorganismos presentes en este hábitat natural (2). microambiente. Otro de los desafíos es explorar e idear diferentes estrategias de paratransgénesis para limitar la supervivencia o la reproducción de los

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insectos blanco, o para disminuir la capacidad de impidiendo la extinción del insecto (1,41). No vectorización de patógenos de ciertas especies de obstante, los OGM utilizados en la insectos e incluso para aumentar la eficacia de los paratransgénesis podrían persistir y propagarse en agentes de control biológico ya establecidos. el medio ambiente ocasionando efectos adversos sobre la diversidad biológica, consecuencias Para que una bacteria sea utilizada en la adversas en el flujo de genes, alteración del paratransgénesis se requieren tres componentes ecosistema y cambios ambientales (1). Por lo que claves: una molécula efectora que logre el efecto cualquier proyecto de liberación de organismos deseado; un mecanismo que excrete la molécula genéticamente modificados deberá someterse a un efectora en la superficie de la bacteria; y que las análisis del riesgo (AR) ambiental para evaluar bacterias puedan sobrevivir en el insecto el posibles efectos adversos en la salud humana y tiempo suficiente para producir la cantidad animal, así como al medio ambiente. esperada de moléculas efectoras (41). Si las bacterias genéticamente modificadas expresan la Sin embargo, el AR en la paratransgénesis es molécula efectora pero no la excretan o la exhiben particularmente complejo debido a que: 1) existe en su superficie, debe usarse un mecanismo una amplia y diversa gama de virus, bacterias y apoptótico, lo que conduce a costos adicionales en hongos que se utilizan para dicha estrategia por lo el fitness, siendo uno de los tantos desafíos a los que las características biológicas y las que se ha enfrentado la paratransgénesis. Sin interacciones de dichos OGM con los insectos embargo, si las moléculas efectoras excretadas diana y el medio ambiente son muy diferente. 2) por las bacterias pueden ser producidas El grado de asociación de ciertos OGM con sus continuamente, aumentarían significativamente la hospederos puede ser muy variado. Por ejemplo, efectividad del sistema para transgénico (41,46). los simbiontes bacterianos intracelulares, como Wolbachia, están estrechamente asociados con Las llegadas de tecnologías de edición de insectos diana y su patrón de transmisión vertical genomas abrirán un sinnúmero de puertas en la podría parecerse al de la reproducción de insectos modificación genética de simbiontes de insectos. genéticamente modificados de la misma especie. Nuevas e ingeniosas aproximaciones se esperan Mientras que otros microorganismos están menos en los próximos años para el control de insectos asociados con su hospedero. Por lo tanto, puede vectores y plaga. Como se mencionaba producirse una transmisión horizontal dentro de anteriormente, LePage et al. (2017) y Beckmann las poblaciones de hospederos o incluso entre et al. (2017) reportaron recientemente la diferentes especies. 3) La capacidad específica de identificación de genes de Wolbachia las poblaciones de OGM de propagarse en sus responsables de la IC. El siguiente paso lógico hospederos es diferente: Los virus y patógenos sería la construcción de un modelo in vivo de son infecciosos en diferentes grados. Por otra mosquito mediante la utilización de estas nuevas parte, las aplicaciones de paratransgénesis están herramientas de edición de genomas como el diseñadas para aprovechar los mecanismos de sistema CRISPR-Cas9, donde se le introduzca al accionamiento genético, que están presentes mosquito estos genes de Wolbachia y se pruebe naturalmente en los diferentes microorganismos. su efectividad y se compare con el efecto que 4) Aún hay un conocimiento limitado de algunos produce la propia Wolbachia. de los rasgos transgénicos explorados en la Aunque el riesgo que se prevé con el uso de paratransgénesis. 5) El conocimiento también es insectos paratransgénicos implica la probabilidad limitado en lo que respecta a las interacciones de de que las bacterias, hongos o virus los OGM con los insectos hospederos y estos con genéticamente modificados puedan infectar el medio ambiente. Por otro lado, la liberación de especies de insectos no problema, dicha insectos portadores de OGM para la posibilidad se reduce drásticamente debido a que paratransgénesis estaría sujeta a la regulación de los machos buscarán hembras de su misma acuerdo con los marcos de bioseguridad especie. Otro aspecto a considerar es que no hay existentes. Por lo que otro de los desafíos es presión selectiva que interactúe con las bacterias, desarrollar con urgencia una orientación ya que el insecto es un huésped sin salida,

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específica que aborde de manera adecuada y CONCLUSIONES exhaustiva el AR para la paratransgénesis. La paratransgénesis enfrenta grandes retos Por lo que se sugiere la investigación previa por lo que todavía es una tecnología que se debe a la liberación del organismo modificado en desarrollar y perfeccionar puesto que la falta de cuestión para planificar y evaluar estos impactos investigaciones que arrojen resultados ambientales, teniendo en cuenta que el resultado concluyentes le impide ser considerada como una aceptable y esperado de la evaluación de la estrategia efectiva frente a enfermedades liberación de los organismos modificados transmitidas por vectores. Se debe considerar que genéticamente debería implicar niveles de riesgo el propósito de la paratransgénesis es modular la mucho más bajos que sus beneficios (1). Aunque capacidad del insecto de transmitir un parásito y/o las medidas de seguridad para el uso de mosquitos enfermedad, reduciendo así su capacidad de dañar paratransgénicos son estrictas, la mayoría de los la salud humana y de generar daños o pérdidas problemas asociados con la liberación de OGM económicas. En nuestra opinión las ventajas que no están presentes en el abordaje paratransgénico, ofrece dicha estrategia superan las desventajas de mismo que es compatible con las estrategias de esta tecnología, aunque es necesaria una control tradicionales y los programas de manejo investigación sólida sobre la seguridad pública y integrado de plagas (IPM; Integrated Pest donde se descarte que compromete el equilibrio Management) (6). ecológico y la salud humana.

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Péptidos antimicrobianos producidos por coleópteros: Una alternativa médica Amaro-Morín Guillermo Oswaldo, González-Cruz Aldo Omara, González-Santillán Francisco Javiera, Granados-Ortíz José Alejandroa. Universidad Autónoma de Nuevo León. San Nicolás de los Garza, N.L. Facultad de Ciencias Biológicas

Los péptidos antimicrobianos (AMPs) son proteínas cortas con actividad antimicrobiana que forman parte del sistema natural de inmunidad innata de los organismos. Una gran parte de los AMPs conocidos se originan de insectos y dentro de este grupo, se ha establecido una clasificación en base a sus características bioquímicas y estructurales. El presente trabajo menciona esta clasificación y describe algunos de los AMPs obtenidos de insectos del orden Coleoptera que son relevantes debido a su potencial de aplicación en el área médica como agentes terapéuticos, dichos péptidos son la coprisina de Copris tripartitus, la tenecina 1 de Tenebrio molitor, las holotricinas de Holotrichia diomphalia, las acaloleptinas de Acalolepta luxuriosa y las protaetinas 1, 2 y 3 de Protaetia brevitarsis. Además, se presenta una breve descripción de la forma en que estos AMPs son aislados, purificados y caracterizados, así como del mecanismo de acción que les otorga su actividad contra patógenos y se discuten las perspectivas a futuro de su aplicación terapéutica.

Introducción. En este trabajo se abarcan los diversos tipos de AMPs que podemos encontrar en insectos, más Los organismos biológicos han desarrollado específicamente AMPs presentes en coleópteros, diversas estrategias a lo largo del tiempo, con el su modo de acción, un enfoque sobre su fin de evadir enfermedades, una de ellas es caracterización, así como usos en las aéreas sintetizar un tipo de péptido con actividad medica/agrícola. antimicrobiana el cual es parte de su sistema Tipos de AMPs. natural de inmunidad innata. Los péptidos antimicrobianos (AMP, del inglés “anti-microbial De una manera general estos péptidos pueden peptides”) se constituyen generalmente de 15 a 14 clasificarse o agruparse en base a sus residuos de aminoácidos, presentando características químicas y bioquímicas, pero características hidrofóbicas y una carga positiva, principalmente por su estructura, sin embargo, permitiéndoles alterar la bicapa lipídica de los teniendo en cuenta el enfoque tomado se organismos, provocando un efecto similar al presentarán las clases de AMPs en insectos como producido por las proteínas canal [1]. un punto de partida. Los AMPs derivados de insectos pueden clasificarse como AMPs de α- Los AMP han tomado mucho interés debido Helice, AMPs estabilizados por puentes de a que también constituyen una parte indispensable disulfuro (mejor conocidos como defensinas), de la inmunidad innata del humano, presentando AMPs ricos en prolina y polipéptidos ricos en la característica de matar extremadamente rápido glicina (Tabla1). a cualquier organismo susceptible, despertando así el interés por AMPs de varios orígenes con Los AMPs α-Helice son péptidos lineales, propiedades anti-bacteriales y anti-fúngicas para helicoidales sin Cis con o sin bisagra, en donde su uso en ensayos clínicos y/o la industria agrícola las cecropinas junto con las sarcotoxinas, la [2]. hifancina, la enbocina y la espodopsina y otros

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péptidos similares a la cecropina representan la En 2009 fue aislado el cDNA de la coprisina, familia más abundante. Los AMP estabilizados el cual es un péptido de tipo defensina, se por puentes disulfuro típicamente contienen tres compone de 43 aminoácidos y es producido por el enlaces disulfuro, pero también se conocen escarabajo Copris tripartitus [3]. Este péptido péptidos con cuatro, estos son comúnmente tiene una estructura anfipática α-helicoidal y 2 referidos como defensinas de los insectos debido láminas-β. La secuencia aminoacídica de este a sus estructuras generales similares a las α- y β- péptido maduro, se encontró idéntica en un 79.1% defensinas de mamíferos ya que también hay de y 67.4% a los péptidos de tipo defensina de un solo enlace. Los AMP ricos en prolina y los Anomala cuprea y Allomyrina dichotoma, polipéptidos ricos en glicina son péptidos que se respectivamente [4]. encuentran enriquecidos específicamente por un Tenebrio molitor - Tenecin 1 (Tenecina 1). aminoácido, por ejemplo en el caso de los ricos en prolina, esta se asocia típicamente en dobletes o tripletes con residuos básicos, más frecuentemente con arginina. Hablando específicamente sobre los AMPs ricos en glicina tenemos que estos pueden variar entre 8 kDa y 30 kDa y se han obtenido de coleópteros péptidos como la coleoptericina, holotricina 2 y 3, tenecina, y acaloleptinas A, los cuales algunos son Figura 2. Tenebrio molitor [24]. de los más conocidos [2]. La Tenecina 1 es una proteína antibacteriana Tabla 1. Tipos de AMP en insectos [2]. secretada por la larva del escarabajo molinero Tenebrio molitor, la cual tiene un largo loop N- Tipos de AMPs Ejemplos terminal y características estructurales comúnes de la familia de defensinas de insectos Péptidos catiónicos Cecropina A y B, correspondiente al motivo α/β estabilizado con Sarcotoxina, Hifancina, cisteína [5]. lineales de hélice alfa Enbocina y Espodopsina. Holotrichia diomphalia – Holotricin Péptidos estabilizados Thanatina, Sapecina, (Holotricina). Heliomicina, Defensina A, por puentes disulfuro Termicina.

Péptidos ricos en Apidaecina, drosocina, prolina Abaecina, Formaecina.

Polipéptidos ricos en Diptericina, gloverina, Coleoptericina, Holotricina glicina 2 y 3.

AMPs de Coleópteros. Copris tripartitus - Coprisin (Coprisina). Figura 5. Holotrichia diomphalia [25]. La holotricina es una proteína presente en la hemolinfa de la larva de Holotrichia diomphalia. Se analizó su cDNA y se encontró que es similar a una proteína antifúngica de Sarcophaga peregrina en términos de tamaño molecular y alto contenido de residuos de histidina y glicina [6].

Figura 1. Copris tripartitus [23].

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Acalolepta luxuriosa – Acaloleptin Producción, purificación y caracterización (Acaloleptina) molecular. Desde el descubrimiento del primer péptido antimicrobiano en insectos, una gran variedad de técnicas ha sido utilizada para lograr estos fines, sin embargo, en este apartado se mencionan los pasos generales y técnicas más comunes en relación a los péptidos mencionados. El primer paso consiste en inducir la producción del péptido Figura 4. Acalolepta luxuriosa [26]. en la hemolinfa, a través de la inyección de 104 - Existen 3 AMPs relacionados 106 células de bacterias vivas, muertas con calor estructuralmente y con una masa molecular de 8 o de componentes de su pared celular. A pesar de kDa (acaloleptinas A1, A2 y A3) en la hemolinfa que la inyección de dosis subletales de bacterias de larvas inmunizadas del escarabajo de cuerno Gram-negativas y Gram-positivas produce una largo Udo, Acalolepta luxuriosa. Estos péptidos inducción más completa, los péptidos incluidos en tienen los mismos 6 aminoácidos N-terminales, y esta revisión fueron inducidos a través de los se cree que son isoformas. A1 consiste de 71 primeros 3 métodos [9]. En coleópteros, luego de aminoácidos y comparte una similaridad 24 horas de la inyección se extrae la hemolinfa de significativa en su secuencia con la coleoptericina larvas en sus últimos instares para luego y holotricina 2 de otros insectos coleópteros, centrifugarla y así separar el plasma de los además los 29 residuos C-terminales de A1 tienen hemocitos. Posteriormente se realiza una pre un 40% de identidad con los 30 residuos C- purificación, que comienza con un tratamiento terminales de la himenoptaecina encontrada en las con calor o con la acidificación con ácido abejas [7]. tricloroacetico o ácido acético, seguida de una Protaetia brevitarsis – Protaetin (proatetinas) 1, elución gradual, con un porcentaje bajo, medio y 2 y 3. alto de acetonitrilo a través de una columna de extracción sólida en fase reversa (C18). Sales, azucares y la mayoría de las proteínas hidrofílicas son eliminadas durante los ciclos de lavado, mientras que los lípidos y la mayoría de proteínas hidrofóbicas quedan retenidas en la fase sólida [9, 10]. Luego de esto los extractos son concentrados por liofilización o en centrífugas de vacío y resuspendidos en buffers específicos. La principal técnica de purificación es la cromatografía líquida de alta eficacia en fase reversa o RP-HPLC y la Figura 6. Protaetia brevitarsis [27]. cromatografía por exclusión de tamaño o de tamiz Las protaetinas 1, 2 y 3 son AMPs aislados molecular, adicionalmente, la pureza suele de la hemolinfa de Protaetia brevitarsis, una comprobarse empleando la técnica de SDS- plaga de árboles frutales en Corea. La homología PAGE [9, 7]. en la secuencia aminoacídica de la protaetina 1 con holotricina 2 (de Holotrichia diomphalia) mostró un 99% de identidad. Un análisis de Northern blot mostró que el gen de la protaetina 1 está fuertemente expresado en el cuerpo graso después de una inyección de Escherichia coli al organismo, también se expresó en el intestino, pero mucho más débil después de la inmunización [8].

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Un modelo adicional a los anteriormente mencionados es el modelo “Detergent” el cual es similar al modelo “Carpet”, como su nombre lo indica el modo de acción se asemeja al de la lisis celular por detergentes, donde se reduce la homogeneidad de la membrana provocando su ruptura o disolución [17]. Las hipótesis más recientes acerca de la bioactividad de los AMPs proponen que dichos péptidos activan moléculas involucradas en cascadas de autolisis bacteriana [11, 18]. Figura 7. Esquema general de los pasos para la producción, purificación y caracterización molecular de péptidos antimicrobianos de insectos [9] En cuanto a la caracterización de los péptidos mencionados, esta se ha realizado principalmente por una combinación de escisión enzimática, degradación de Edman automatizada y espectrometría de masas MALDI-TOF [7]. Mecanismo de acción de los AMPs y actividad contra patógenos En la actualidad se han propuesto varios modelos de acción antimicrobiana de los AMPs, los cuales explican que estos péptidos actúan de manera selectiva perturbando la membrana Figura 2. Esquematización general de los principales celular por medio de la alteración del arreglo modelos propuestos para la acción de AMPs sobre la estructural anfipático [11], esto también puede membrana celular [13, 18]. lograr la formación de canales iónicos que Tabla 2. AMPs aislados a partir de coleópteros, los aumentan la permeabilidad de la membrana [12]. cuales tienen una actividad inhibitoria de alto espectro Entre estos modelos se encuentran los [11, 19, 20, 4, 21]. denominados “Barrel-Stave”, “Carpet” y AMPs obtenidos Actividad “Toroidal” [11, 13] (como se observa en la Figura de coleópteros antimicrobiana 2), donde en el primero los péptidos se agregan e insertan en la bicapa lipídica de manera que las Coprisina G (-), G (+), H regiones hidrófobas del péptido se alinean con la Tenecina 1 G (-), G (+) región de núcleo del lípido y de esta manera las regiones hidrófobas del péptido forman un poro Holotricina G (-), G (+) en la membrana [14]; en el modelo “Carpet” los Acaloleptina G (-), G (+) péptidos alteran la membrana orientándose paralelamente a la superficie de la bicapa lipídica Protaetina 2 G (-), G (+) y formando una capa o alfombra extensa [16]. En G (-): Bacterias gram negativas. G (+): Bacterias gram el caso del modelo “Toroidal” los péptidos se positivas. H: Hongos. agregan e inducen a las monocapas lipídicas a doblarse continuamente a través del poro de Los AMPs producidos por insectos presentan manera que el núcleo de agua se alinea tanto por un espectro variado de blancos, pueden inhibir los péptidos insertados como por la cabeza de los tanto bacterias Gram positivas como Gram grupos lipídicos [16]. negativas, e incluso algunos son capaces de afectar a otra clase de microorganismos como hongos [19]. El grupo de los coleópteros ha

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mostrado especial atención debido a que la Isolation and characterization of a defensin- mayoría tienen el potencial de producir AMPs con like peptide (coprisin) from the dung beetle, un espectro amplio de acción, abarcando en su Copris tripartitus. International journal of mayoría a una gran cantidad de bacterias Gram peptides, 2009. negativas y Gram positivas [20] (así como se 4. Lee, E., Kim, J. K., Shin, S., Jeong, K. W., muestra en la Tabla 2). Shin, A., Lee, J., ... & Kim, Y. (2013). Insight into the antimicrobial activities of coprisin Potencial terapéutico de los AMPs. isolated from the dung beetle, Copris Durante décadas, las perspectivas de los tripartitus, revealed by structure–activity péptidos antimicrobianos como una clase relationships. Biochimica et Biophysica Acta alternativa de antibióticos han presentado gran (BBA)-Biomembranes, 1828(2), 271-283. atención para el tratamiento de infecciones [11]. 5. Lee, K. H., Hong, S. Y., & Oh, J. E. (1998). La incapacidad para validar de manera exacta el Synthesis and structure-function study about mecanismo de acción en términos físico-químicos tenecin 1, an antibacterial protein from larvae es un obstáculo para futuras aplicaciones de los of Tenebrio molitor. FEBS letters, 439(1), AMPs como fármacos clínicamente útiles [20]. 41-45. Actualmente existen programas clínicos basados 6. MOON, H., 倉田, 祥一朗, 名取, 俊二, & en este tipo de péptidos en las áreas de infección, LEE, B. (1995). Purification and cDNA dermatología, cáncer e inflamación [19]. La cloning of an antifungal protein from the probabilidad de éxito clínico de los fármacos hemolymph of Holotrichia diomphalia terapéuticos basados en AMPs aumenta a medida larvae. Biological & pharmaceutical que surgen opciones para una gama más amplia bulletin, 18(8), 1049-1052. de indicaciones clínicas [22]. 7. Imamura, M., Wada, S., Koizumi, N., Conclusión. Kadotani, T., Yaoi, K., Sato, R., & Iwahana, H. (1999). Acaloleptins A: inducible La variedad de ambientes en la que los antibacterial peptides from larvae of the coleópteros habitan, ha permitido que cada beetle, Acalolepta luxuriosa. Archives of especie desarrolle diferentes estrategias de insect biochemistry and physiology, 40(2), defensa contra agentes microbianos que 88-98. comprometerían su supervivencia, por lo que los 8. Yoon, H. S., Lee, C. S., Lee, S. Y., Choi, C. péptidos antimicrobianos representan una línea de S., Lee, I. H., Yeo, S. M., & Kim, H. R. defensa muy importante para ellos, y que dado su (2003). Purification and cDNA cloning of poder de defensa, podría ser de utilidad en el área inducible antibacterial peptides from clínica para tratar infecciones microbianas, pues Protaetia brevitarsis (Coleoptera). Archives of se ha encontrado que algunos de estos AMPs insect biochemistry and physiology, 52(2), tienen actividad antimicrobiana con un amplio 92-103. espectro de actividad y algunos no representan un 9. Hetru, C., & Bulet, P. (1997). Strategies for peligro para la salud humana, sin embargo se the isolation and characterization of necesitan realizar las pruebas clínicas previas a su antimicrobial peptides of aplicación terapéutica. invertebrates. Antibacterial Peptide Literatura Consultada. Protocols, 35-49. 10. Moon, H. J., Lee, S. Y., Kurata, S., Natori, S., 1. Villarruel, R., Huizar, R., Corrales, M., & Lee, B. L. (1994). Purification and Sánchez, T., & Islas, A. (2004). Péptidos molecular cloning of cDNA for an inducible naturales antimicrobianos: escudo esencial de antibacterial protein from larvae of the la respuesta inmune. coleopteran, Tenebrio molitor. Journal of 2. Vilcinskas, A. (Ed.). (2010). Insect biochemistry, 116(1), 53-58. biotechnology (Vol. 2). Springer Science & 11. Reddy, K. V. R., Yedery, R. D., & Aranha, C. Business Media. (2004). Antimicrobial peptides: premises and 3. Hwang, J. S., Lee, J., Kim, Y. J., Bang, H. S., promises. International journal of Yun, E. Y., Kim, S. R., ... & Kim, I. (2009). antimicrobial agents, 24(6), 536-547.

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12. Neubacher, H., Mey, I., Carnarius, C., and unanswered questions. The Journal of Lazzara, T. D., & Steinem, C. (2014). membrane biology, 239(1-2), 27-34. Permeabilization assay for antimicrobial 21. Yoon, H. S., Lee, C. S., Lee, S. Y., Choi, C. peptides based on pore-spanning lipid S., Lee, I. H., Yeo, S. M., & Kim, H. R. membranes on nanoporous (2003). Purification and cDNA cloning of alumina. Langmuir, 30(16), 4767-4774. inducible antibacterial peptides from 13. Brogden, K. A. (2005). Antimicrobial Protaetia brevitarsis (Coleoptera). Archives peptides: pore formers or metabolic inhibitors of insect biochemistry and physiology, 52(2), in bacteria?. Nature Reviews 92-103. Microbiology, 3(3), 238-250. 22. Zhang, L., & Falla, T. J. (2006). 14. Wimley, W. C. (2010). Describing the Antimicrobial peptides: therapeutic mechanism of antimicrobial peptide action potential. Expert opinion on with the interfacial activity model. ACS pharmacotherapy, 7(6), 653-663 chemical biology, 5(10), 905-917. 23. Pélissié, G. (31 de marzo de 2017). Copris 15. Oren, Z. & Shai, Y. (1998). Mode of action of tripartitus set 5 pcsA- Tibet COPTRIPS1. linear amphipathic α- helical antimicrobial Recuperado de: peptides. Biopolymers 47, 451–463. http://www.insecta.fr/es/copris-tripartitus- 16. Huang, H.W. (2004). Molecular mechanism xml-2390_2391_2412-15131.html of peptide induced pores in membranes. Phys. 24. Storey, M. (31 de marzo de 2017). Tenebrio Rev. Lett. 92, 198304-1 – 198304-4. molitor- Yellow mealworm – Discover Life. 17. Chang, W. K., Wimley, W. C., Searson, P. C., Recuperado de: Hristova, K., & Merzlyakov, M. (2008). http://www.discoverlife.org/mp/20q?search= Characterization of antimicrobial peptide Tenebrio+molitor activity by electrochemical impedance 25. Хрущ дальневосточный чёрный spectroscopy. Biochimica et Biophysica Acta (Holotrichia diomphalia Bates, 1888). (31 de (BBA)-Biomembranes, 1778(10), 2430- marzo de 2017). Recuperado de: 2436. http://coleop123.narod.ru/coleoptera/Scaraba 18. Leiter, É., Gáll, T., Csernoch, L., & Pócsi, I. eidae/Holotrichia_diomphalia.htm Biofungicide utilizations of antifungal 26. Lamiinae Lamiini Acalolepta luxuriosa“ – proteins of filamentous ascomycetes: current Worldwide Cerambycidae Photo Gallery. (31 and foreseeable future de marzo de 2017). Recuperado de: developments. BioControl, 1-14. http://www.cerambycoidea.com/foto.asp?Id 19. Dathe, M., & Wieprecht, T. (1999). Structural =795 features of helical antimicrobial peptides: 27. Magnus, M. (31 de marzo de 2017). Protaetia their potential to modulate activity on model brevitarsis brevitarsis Lewis, 1879 membranes and biological cells. Biochimica (3019456898) - Protaetia brevitarsis – et Biophysica Acta (BBA)- Wikispaces. Recuperado de: Biomembranes, 1462(1), 71-87. https://species.wikimedia.org/wiki/Protaetia_ 20. Wimley, W. C., & Hristova, K. (2011). brevitarsis#/media/File:Protaetia_brevitarsis Antimicrobial peptides: successes, challenges _brevitarsis_Lewis,_1879_(3019456898).jpg

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USO DE LOS ACEITES ESENCIALES EN EL CONTROL DE PLAGAS

José de Jesús Lugo Trampe Y Franco Morales Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Entomología Médica. [email protected].

http://www.blog.nectardobrasil.com.br/2015/05/ Resumen El uso de aceites esenciales, se considera como una alternativa en lo que respecta al control de insectos plaga, debido a que producen mínima contaminación ambiental, además de ser considerados eficaces en los diferentes ámbitos del uso de xenobióticos como el caso de repelentes, adulticidas y larvicidas entre otros y aunque no requieren de un proceso de purificación para su uso, la implementación de nanoformulaciones le ha anexado una mejora, que es la estabilidad molecular, siendo así, una mejor opción en lo que respecta a la sustitución de insecticidas formulados, debido a una gran eficiencia y persistencia sin un daño marcado en el medio.

INTRODUCCION asistida por microondas. Los AE también difieren de los aceites fijos o aceites grasos, tanto en os aceites esenciales (AE), también L propiedades químicas como físicas. Los aceites conocidos como esencias, aceites volátiles, aceites grasos contienen glicéridos de ácidos grasos y etéricos o aetheroleum, son productos naturales dejan una mancha permanente en el papel de filtro, formados por varios compuestos volátiles (59). mientras que los AE contienen compuestos Según la Organización Internacional Normativa de volátiles y desaparecen rápidamente sin dejar AE (34) y la Farmacopea Europea (Consejo de ninguna mancha. Europa 2004), se define como aceite esencial al producto obtenido a partir de materia prima vegetal por hidrodestilación, destilación a vapor o destilación seca o por un proceso mecánico para la obtención de un producto. De acuerdo a la definición anterior esto suele excluir otros productos tales como aromáticos/volátiles obtenidos por diferentes técnicas como la extracción con disolventes, extracción de fluidos supercríticos y extracción

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En la naturaleza, suelen jugar papeles muy destilación de vapor Clevenger desarrollado en importantes en los procesos de defensa y 1928. Hoy en día este método ha sido adaptado y señalización de las plantas (30). También son ampliado para la producción industrial. La productos naturales valiosos utilizados como destilación al vapor requiere grandes recipientes materia prima en muchos campos, tales como las debido al bajo rendimiento (generalmente <1%) de industrias farmacéutica, agronómica, alimentaria, la biomasa y es costoso debido a las altas sanitaria, cosmética y de perfumería (10). temperaturas necesarias para la destilación. La cáscara del cítrico es una excepción porque las Los AE se pueden encontrar en varios órganos grandes cantidades de aceites se pueden obtener de la plantas (flores, frutos, semillas, hojas, tallos y barato por el presionar frío y l destilación raíces) producidos y almacenados en estructuras convencional. Los métodos modernos suelen medir secretoras que difieren en morfología, estructura, la calidad de los AE incluyendo evaluaciones función y distribución. Estas estructuras sensoriales, muy comunes en las casas de especializadas minimizan el riesgo de auto perfumería; pruebas físicas y químicas, requeridas toxicidad y pueden encontrarse en la superficie de en las normas, farmacopeas y códices; y técnicas los órganos de las plantas o dentro de los tejidos de cromatospectrales para análisis de aceite. La las mismas, clasificándose como estructuras hifenización de la etapa de separación por secretoras externas o internas, respectivamente. Las cromatografía de gases (GC) con técnicas estructuras secretoras internas incluyen células espectroscópicas es a menudo necesaria para la secretoras (a menudo idioblastos), cavidades identificación exacta de compuestos, siendo la secretoras y conductos secretores, mientras que las cromatografía de gases-espectrometría de masas externas incluyen tricomas glandulares, células (GC-MS) una de las técnicas híbridas más epidérmicas y osmóforos (61). Algunos órganos y populares para la caracterización e identificación de tejidos de plantas, tales como raíces, tubérculos y compuestos volátiles complejos. Un detector de madera, son muy duros y necesitan ser ionización de llama se utiliza generalmente para el descompuestos para exponer las células y análisis cuantitativo, mientras que un detector de cavidades que contienen aceite para la extracción. masas de quadrapole o un detector de trampa de Los bio-plaguicidas abarcan un gran número iones es necesario para caracterizar los de tecnologías, desde los microbianos hasta los constituyentes del aceite esencial (3). La botánicos. Entre los productos botánicos, los AE identificación de los compuestos se realiza son una categoría importante que comenzó a comparando tanto los datos cromatográficos (por desarrollarse con la investigación en los años ejemplo, los índices de Kováts y los índices de ochenta (57). Los AE han tenido el crecimiento retención lineales) como los espectros de masas con más fuerte de todos los mercados de plaguicidas los de las muestras auténticas y los espectros de botánicos en los últimos años. referencia de la biblioteca. A pesar de los logros en Los AE suelen tener otras aplicaciones tales técnicas analíticas, la separación total e como perfumería, cosméticos, detergentes, identificación de todos los compuestos de la mezcla farmacología, química fina y en la industria volátil permanece inalcanzable debido al gran alimentaria. Como resultado, los mercados número de compuestos, similitudes estructurales, añadidos a veces agregan información científica formas isoméricas y rango de concentración de los importante, pero también complican su compuestos presentes en los AE (14). De esta interpretación para el área de bio-plaguicidas. Los manera, pueden ocurrir tiempos de retención AE tienen un futuro prometedor en el mercado de similares y se aconseja la confirmación en dos bio-plaguicidas. columnas de diferente polaridad para evitar identificaciones engañosas. Teniendo en cuenta que FITOQUÍMICA DE ACEITES ESENCIALES los AE pueden contener cientos de constituyentes, Las AE de las plantas se han utilizado desde la las co-eluciones son inevitables y, por lo tanto, se antigüedad, pero la primera descripción escrita de han desarrollado nuevas estrategias analíticas para la destilación data del siglo XIII por Ibn al-Baitar maximizar la separación de compuestos, tales como en Andalucía, España (5). El método de CG multidimensional (CG-MD) y CG preparación clásico se basa en el aparato de bidimensional (CGxCG) (14). 45

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Las principales familias de plantas que En las plantas aromáticas, la composición de contienen AE incluyen Myrtaceae, Lauraceae, los AE suele variar considerablemente debido a Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae, Cupressaceae, factores tanto intrínsecos (sexuales, estacionales, Pinaceae, Piperaceae, Santalaceae y Zingiberaceae ontogenéticos y genéticos) como extrínsecos : Apiaceae, un grupo ampliamente distribuido de (ecológicos y ambientales) (23; 63) . Estos plantas anuales, bienales y perennes, con AE en extractos suelen contener, en promedio, de 20 a 80 conductos tubulares; Asteraceae, que comprende compuestos que en su mayoría suelen ser terpenos más de 30.000 especies de arbustos perennes, o monoterpenos con fenoles conectados, y otros hierbas rizomatosas, plantas perennes tuberosas y mas complejos, incluyendo los sesquiterpenos. hierbas arbóreas; Cupressaceae, un grupo de La expresión fisiológica del metabolismo coníferas generalmente árboles y arbustos secundario de la planta puede ser diferente en todas resinosos que producen AE dentro de bosques; las etapas de su desarrollo. Las proporciones de Lamiaceae, un grupo muy diverso de hierbas monoterpenos dependen de la temperatura y el aromáticas y arbustos con compuestos volátiles que ritmo circadiano (29; 56) y varían según la etapa de normalmente se acumulan en tricomas glandulares; la planta (12). La acidez del suelo y el clima (calor, Lauraceae, que comprende plantas con flores y una fotoperiodo, humedad) afectan directamente el serie de árboles aromáticos volátiles presentes en metabolismo secundario de la planta (51) y la las células dentro de la corteza y la madera; composición de los AE. Por tal motivo, en el Myrtaceae, un grupo altamente aromático, proceso de los AE se debe establecer una serie de incluyendo varias especies de fruta; Pinaceae, un parámetros relacionados con las buenas prácticas grupo de coníferas de alto crecimiento con agrícolas para el cultivo de las plantas (por ejemplo, materiales aromáticos resinosos con ácidos, genotipos, selección y orientación de parcelas y trementina y terpenoides; Piperaceae, una pequeña prácticas, tiempo de cosecha, condiciones y familia de plantas con flores; Santalaceae con sólo parámetros técnicos y extracción) para minimizar la unas pocas especies aromáticas de interés; y heterogeneidad de los AE. Zingiberaceae, la familia del jengibre con varios rizomas aromáticos (31). PRINCIPALES USOS Los AE son mezclas complejas de compuestos La mayor parte de la información relacionada volátiles a semi-volátiles generalmente con un con el tema, muestran efectos inmediatos fuerte olor, raramente coloreado, soluble en (toxicidad aguda o repelencia) de AE sobre un disolventes orgánicos e insoluble en agua. Los número de artrópodos, frecuentemente sobre la constituyentes de los AE pertenecen base de ensayos que duran menos de 48 h. principalmente a dos grupos fitoquímicos: La eficacia de los AE y sus constituyentes varía terpenoides (monoterpenos y sesquiterpenos de según el perfil fitoquímico del extracto vegetal y el bajo peso molecular) y, en menor medida, objetivo entomológico, en la Tabla 1 se muestras fenilpropanoides, sintetizados a través de diferentes algunos estudios llevados a cabo en los últimos 2 rutas biosintéticas y con distintos precursores años. La gran mayoría suelen reportar respuesta en metabólicos primarios. La biosíntesis de los insecto blanco, ejerciendo efectos insecticidas o terpenoides involucra tanto las vías de mevalonato reducción e interrupción en el crecimiento de los como las de no mevalonato (desoxililulosa fosfato), insectos en varias etapas de la vida. mientras que los fenilpropanoides se forman a través de la vía shikimato (19; 32; 45). Los AE de las plantas aromáticas se han Monoterpenos y sesquiterpenos son generalmente ensayado a lo largo de los años para abordar varios el principal grupo de compuestos que se encuentran problemas de protección a los cultivos en en los AE. Igualmente, los fenilpropanoides son situaciones pre y poscosechas tales como también muy frecuentes. Además, algunos AE coleópteros, Sitophilus oryzae (gorgojo del arroz), también pueden contener ácidos grasos y sus Tribolium castaneum, y Callosobruchus chinensis ésteres y, más raramente, derivados de nitrógeno y (27; 28; 43; 44; 52). azufre (2; 32).

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Tabla 1. Bioinsecticidas (aceites esenciales) en el control de plagas Nombre científico de la planta Parte de la planta Insecto Acción Autor-año Partes aéreas Tribolium castaneum y Liang jY, et tal. Artemisia dubia Insecticida natural (flores) Liposcelis bostrychophila 2017 (42) Tribolium castaneum y Juniperus formosana Hojas Insecticida y repelente Guo SS. 2017 (27) Liposcelis bostrychophila Atta sexdens y Feitosa-Alcantara. H. pectinata Hojas Nuevos insecticidas rubropilosa Forel 2017 (22) Tabari, M.A. 2017 Allium sativum Fruto T. molitor Control de plagas (58) Repelente de mosquitos Tabari MA -2017 Pelargonium roseum Hojas frescas Culex pipiens y larvicida (62) Amblyomma americanum Carroll JF -2017 Origanum onites Hojas Repelente y Aedes aegypti (11) Atta sexdens y Oliveira BM – 2017 Aristolochia trilobata Hojas Insecticida Acromyrmex balzani (17) Kimutai A – 2017 Cymbopogon citratus Hojas frescas Phlebotomus duboscqi Repelente (39) Inhibición de Artemisia annua y Artemisia Partes aéreas Bedini(6)S – 2017 Calliphora vomitoria oviposición dracunculus (flores) (6) (fumigación) Aedes albopictus, Echinops grijsii Hance Raíz Anopheles sinensis y Larvicida Zhao MP -2017 (69) Culex pipiens Pinus nigra, Hyssopus Ramas con hojas/ officinalis, Satureja montana, partes aéreas Culex quinquefasciatus Larvicidas Benelli G – 2017 (8) Pelargonium graveolens y Aloysia (flores)/hojas citrodora Eucalyptus sp, Mentha piprita, Achillea Follaje Fresco o Toxicidad Fumigante y Mona Sharififard – Supella longipalpa. millefolium, Origanum seco actividad repelente 2016 (60) vulgare y Rosmarinus officinalis Melaleuca alternifolia Hojas Sitophilus zeamais Fumigación Liao M - 2016 (44) Tribolium castaneum y Toxicidad de contacto, Liang JY – 2017 Artemisia anethoides Hojas frescas Lasioderma serricorne repelente y fumigante (43) Actividad de disuasión Tallo subterráneo Alshebly MM -2017 Hedychium larsenii Anopheles stephensi larvicida y de (rizoma) (1) oviposición Efecto ninficida, Figueiredo MB – Lippia sidoides Hojas Rhodnius prolixus ovicida, fagoinhibición 2017 (24) Mamood SN – 2017 Piper aduncum Linnaeus Hojas Aedes aegypti Repelente (47) Castro DS -2016 Peumus boldus Molina Hojas Culex quinquefasciatus Actividad larvicida (16) Tallo subterráneo Souza Tavares W – Curcuma longa Cabbage looper Insecticida botánico (rizoma) 2016 (18) Callosobruchus Nattudurai G – 2017 Atalantia monophylla Hojas frescas maculatus y Sitophilus Insecticida (52) oryzae Spodoptera Partes aéreas littoralis, Leptinotarsa Actividad nematicida y Kimbaris AC -2017 Mentha spicata y Mentha pulegium (hojas y flores) decemlineata y Myzus fitotóxico (38) persicae Jun-Hyung Tak- Cymbopogon citratus Hojas Cabbage looper Larvicida 2016 (64) Rhipicephalus Costa-Júnior -2016 Lippia gracilis Hojas Acaricida (Boophilus) microplus (13) Aframomum daniellii, Frutos frescos / Culex quinquefasciatus y Roman Pavela- 2016 Dichrostachys cinerea y Echinops Larvicida raíces larvas de filariasis (54) giganteus Blumea lacera, Polygonum Tallo y hojas / odoratum Lour, Piper semillas / sarmentosum Roxb, Raphanus cáscara / sativus Linn, Myristica toda la planta / Aedes aegypti Larvicida y adulticida Intirach J. -2016 (33) fragrans Houtt, Limnophila fruta / aromatica (Lamk) Merr, Solanum rizoma (tallo aculeatissimum Jacq, Solanum subterráneo) indicum Linn, Coriandrum

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sativum Linn, Foeniculum vulgare Mill, Petroselinum crispum, Amomum uliginosum Koenig, Picrorhiza kurroa Royle & Benth, Curcuma aeruginosa Roxb, Curcuma longa Linn, Kaempferia pandurata Roxb, Kaempferia parviflora Wall. ex Baker Anopheles stephensi, Repelente, actividad Marimuthu Aedes aegypti, Culex Origanum scabrum Hojas frescas larvicida y ovicida, Govindarajan-2016 quinquefasciatus y Culex adulticida (25) tritaeniorhynchus Tribolium castaneum y Glycosmis lucida Hojas Repelente Guo SS -2017 (28) Liposcelis bostrychophila Tribolium castaneum y Jun-Yu Liang -2016 Ajania fruticulosa Parte aérea Actividad insecticida Liposcelis bostrychophila (42) Citrus aurantifolia, Citrus grandis, Hojas / fruta Norashiqin Misni – Aedes aegypti Repelente and Alpinia galanga /rizoma 2016 (49) Toxicidad en huevos, LM TURCHEN- Piper aduncum Hojas Euschistus heros ninfas y adultos 2016 (65) Anopheles stephensi, Govindarajan M - Kadsura heteroclita Hojas Aedes aegypti y Culex Larvicida 2016 (26) quinquefasciatus Prabhakaran Innibidores de desarrollo Vasantha- Piper betle Hojas Spodoptera litura de larvas y pupas Srinivasan- 2016 (66) Marcelo Felipe Piper corcovadensis Hojas frescas Aedes aegypti Actividad larvicida Rodrigues da Silva – 2016 (15) Inflorescen-cias Innibicion de Patrícia C. Bezerra- Etlingera elatior y Zingiberaceae Aedes aegypti frescas oviposición Silva-2016 (9) Ctenocephalides felis Actividad contra huevos Schinus molle Hojas BATISTA - 2015 (4) felis y adultos Anopheles stephensi, An. Subpictus, Culex Govindarajan-2016 Origanum vulgare Hojas Actividad larvicida quinquefasciatus y Cx. (25) Tritaeniorhynchus Spodoptera littoralis y Actividad fitotóxica y Lavandula luisieri Partes aéreas Julio -2016 (36) Myzus persicae colonies nematocida Alpinia kwangsiensis Rizoma Lasioderma serricorne Actividad insecticida Wu – 2015 (68) Actividad insecticida, Drosophila melanogaster Shin-Hae Lee-2015 Chamaecyparis obtusa Hojas y ramas afecta la fecundidad y el y Musca domestica (40) desarrollo sexual

MODOS DE ACCIÓN acíclicos o monocíclicos son moléculas volátiles pequeñas, por lo tanto, están implicados en la Los AE son buenos penetrantes que transmisión de señales aerotransportadas desde las combinados suelen aumentar la biodisponibilidad. plantas hasta los insectos (41). La mayor propiedad relacionada es que disrumpe la bicapa lípidica de las células. Algunos AE tienen La detección de ramos de aromáticos y modos de acción específicos que los convierten en compuestos quimiosensores activos por insectos buenos sinergistas, los derivados semisintéticos involucra diferentes familias de proteínas, tienen un factor sinérgico de dos a seis veces cuando incluyendo OBPs y proteínas quimiosensibles se combinan con insecticidas botánicos (7), pero las (PQSs), PEOs y CSPs que se encuentran en la piperamidas tienen un notable factor de sinergia de periferia de los receptores sensoriales y participan 11 cuando se combinan con piretrina (35) tienen en la captura y transporte de estímulos moleculares profundos efectos sobre el transcriptoma del (21). El uso de compuestos químicos volátiles de citocromo P450. plantas y AE en protección de plantas puede ser más eficaz con una mejor comprensión de estos En la sensilias de los insectos, las proteínas mecanismos. especializadas en odorantes (PEO) responden a los monoterpenos volátiles. Los monoterpenos 48

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enzima de conducción nerviosa, la acetilcolinesterasa (AChE), proponiendo un modelo de acción del insecticida donde probablemente afecta directamente al acarreador de hidrógeno para bloquear el flujo de electrones e interferir en la síntesis de energía en la cadena respiratoria mitocondrial. Como el ejemplo anterior, en los últimos años se han realizado algunos estudios que incluyen un análisis transcriptomico (46; 53), esto abre un panorama hacia lo desconocido en el contexto de búsqueda de mecanismos de acción de los AE. FUTURO DE LOS ACEITES ESENCIALES Hoy en día se utilizan varios AE en formulaciones comerciales registradas. Entre estos productos, los más frecuentes son el ajo, el clavo, el cedro (Juniperus virginiana), la menta (Mentha piperita) y los aceites de romero, varios de ellos Varios monoterpenos son neurotóxicos para los dirigidos a numerosos artrópodos, incluyendo insectos. Algunos receptores descritos son las moscas, mosquitos, mosquitos, polillas, avispas, neuronas GABA-gated y GABA asociados a arañas y ciempiés. canales de cloro, los cuales suelen alterar la sinapsis de GABA (55). El eugenol actúa a través del sistema octopaminérgico activando receptores para la octopamina, que es un neuromodulador (20). Algunos otros monoterpenos actúan sobre la acetilcolinesterasa inhibiéndola (48). Con tales acciones de los monoterpenos se cree que afecta a múltiples objetivos por su modo de acción, , perturbando así más eficazmente la actividad celular y los procesos biológicos de los insectos. Una de las grandes desventajas de los AE, es que en su gran mayoría se desconoce su modo de acción, con la gran cantidad de bioensayos realizados se conoce en que etapa del insecto blanco suele tener mayores efectos, pero se desconoce su forma de acción, Por otro lado, la regulación transcripcional de la expresión génica en los insectos se ha encontrado que desempeña un papel importante en la respuesta de los insectos a diversos factores de estrés (44). Este tipo de estudio abre una Al parecer los AE parecen ser un método alternativa en la búsqueda de modo de acción de los complementario o alternativo para el manejo diversos AE. Por ejemplo: Min Liao y integrado de plagas en varios aspectos ya que como colaboradores (44) llevaron acabo un estudio de la se menciono anteriormente, consisten en mezclas de actividad de Melaleuca alternifolia en S. Zeamais muchos compuestos bioactivos (alcoholes, que por medio de un análisis de transcriptoma aldehídos, cetonas, ésteres, fenoles aromáticos y demostraron la inhibición de tres enzimas; dos lactonas, así como monoterpenos y sesquiterpenos), enzimas desintoxicantes, glutatión S-transferasa lamentablemente la alta volatilidad, baja solubilidad (GST) y carboxilesterasa (CarE), así como una en agua y la tendencia a la oxidación lo limitan

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como un sistema alternativo de control de plagas 7. Belzile A-S, Majerus SL, Podeszfinski C, (Moretti et al., 2002). Guillet G, Durst T, Arnason JT. 2000. Dillapiol Derivatives as Synergists: Structure–Activity Una de las grandes alternativas para el futuro es Relationship Analysis. Pesticide Biochemistry la nanoformulación de los AE ya que podría and Physiology 66:33-40 resolver estos problemas, protegiéndolos de la degradación y las pérdidas por evaporación, 8. Benelli G, Pavela R, Canale A, Cianfaglione K, logrando una liberación controlada y facilitando el Ciaschetti G, et al. 2017. Acute larvicidal manejo (50). Dentro de los grandes beneficios de toxicity of five essential oils (Pinus nigra, las nanoformulaciones es mejorar la eficacia debido Hyssopus officinalis, Satureja montana, Aloysia al mayor área superficial, mayor solubilidad, citrodora and Pelargonium graveolens) against inducción de actividad sistémica debido a un menor the filariasis vector Culex quinquefasciatus: tamaño de partícula, mayor movilidad y menor Synergistic and antagonistic effects. Parasitol toxicidad debido a la eliminación de disolventes Int 66:166-71 orgánicos (37). En un trabajo realizado en el 2014 9. Bezerra-Silva PC, Dutra KA, Santos GK, Silva por Werdin González, et al. (67) demostraron la RC, Iulek J, et al. 2016. Evaluation of the eficacia y persistencia del uso de Activity of the Essential Oil from an nanoformulaciones contra B. Germánica usando Ornamental Flower against Aedes aegypti: AE de geranio aumentando así su eficacia de 7 días Electrophysiology, Molecular Dynamics and a más de 200 días. Behavioral Assays. PLoS One 11:e0150008

10. Buchbauer G. 2000. The detailed analysis of BIBLIOGRAFÍA essential oil leads to the understanding of their 1. AlShebly MM, AlQahtani FS, Govindarajan M, properties. Perfumer Flavorist 25:64–7 Gopinath K, Vijayan P, Benelli G. 2017. 11. Carroll JF, Demirci B, Kramer M, Bernier UR, Toxicity of ar-curcumene and epi-beta- Agramonte NM, et al. 2017. Repellency of the bisabolol from Hedychium larsenii Origanum onites L. essential oil and (Zingiberaceae) essential oil on malaria, constituents to the lone star tick and yellow chikungunya and St. Louis encephalitis fever mosquito. Nat Prod Res:1-6 mosquito vectors. Ecotoxicol Environ Saf 137:149-57 12. Clark R, Menary R. 1981. Variations in composition of peppermint oil in relation to 2. Bakkali F, Averbeck S, Averbeck D, Idaomar production areas. Econ. Bot. 35:59–69 M. 2008. Biological effects of essential oils--a review. Food Chem Toxicol 46:446-75 13. Costa-Junior LM, Miller RJ, Alves PB, Blank AF, Li AY, Perez de Leon AA. 2016. Acaricidal 3. Baser K, Demirci F. 2007. Chemistry of efficacies of Lippia gracilis essential oil and its Essential Oils. phytochemicals against organophosphate- 4. Batista LC, Cid YP, De Almeida AP, Prudencio resistant and susceptible strains of ER, Riger CJ, et al. 2016. In vitro efficacy of Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Vet essential oils and extracts of Schinus molle L. Parasitol 228:60-4 against Ctenocephalides felis felis. Parasitology 14. da Silva MDRG, Cardeal Z, Marriott PJ. 2008. 143:627-38 Comprehensive Two-Dimensional Gas 5. Bauer K, Garbe D, Surburg H. 2001. Common Chromatography: Application to Aroma and Fragrance and Flavor Materials: Preparation, Essential Oil Analysis. ACS SYMPOSIUM Properties and Use. Weinheim: Wiley-VCH SERIES:3-24 6. Bedini S, Flamini G, Cosci F, Ascrizzi R, 15. da Silva MF, Bezerra-Silva PC, de Lira CS, de Echeverria MC, et al. 2017. Artemisia spp. Lima Albuquerque BN, Agra Neto AC, et al. essential oils against the disease-carrying 2016. Composition and biological activities of blowfly Calliphora vomitoria. Parasit Vectors the essential oil of Piper corcovadensis (Miq.) 10:80 C. DC (Piperaceae). Exp Parasitol 165:64-70

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Artrópodos y Salud Ene.-Jun., 2017. Vol. 7 No. 1 Uso de los aceites esenciales en el control de plagas

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expression in Drosophila melanogaster. Insect 45. Lichtenthaler HK. 1999. The 1-Deoxy-D- Mol Biol 15:329-39 Xylulose-5-Phosphate Pathway of Isoprenoid Biosynthesis in Plants. Annu Rev Plant Physiol 36. Julio LF, Barrero AF, Herrador del Pino MM, Plant Mol Biol 50:47-65 Arteaga JF, Burillo J, et al. 2016. Phytotoxic and Nematicidal Components of Lavandula luisieri. 46. Loke KK, Rahnamaie-Tajadod R, Yeoh CC, J Nat Prod 79:261-6 Goh HH, Mohamed-Hussein ZA, et al. 2017. Transcriptome analysis of Polygonum minus 37. Kah M, Beulke S, Tiede K, Hofmann T. 2013. reveals candidate genes involved in important Nanopesticides: State of Knowledge, secondary metabolic pathways of Environmental Fate, and Exposure Modeling. phenylpropanoids and flavonoids. PeerJ Critical Reviews in Environmental Science and 5:e2938 Technology 43:1823-67 47. Mamood SN, Hidayatulfathi O, Budin SB, 38. Kimbaris AC, Gonzalez-Coloma A, Andres Ahmad Rohi G, Zulfakar MH. 2017. The MF, Vidali VP, Polissiou MG, Santana-Meridas formulation of the essential oil of Piper O. 2017. Biocidal Compounds from Mentha sp. aduncum Linnaeus (Piperales: Piperaceae) Essential Oils and Their Structure-Activity increases its efficacy as an insect repellent. Bull Relationships. Chem Biodivers 14 Entomol Res 107:49-57 39. Kimutai A, Ngeiywa M, Mulaa M, Njagi PG, 48. Mills C, Cleary BJ, Gilmer JF, Walsh JJ. 2004. Ingonga J, et al. 2017. Repellent effects of the Inhibition of acetylcholinesterase by Tea Tree essential oils of Cymbopogon citratus and oil. J Pharm Pharmacol 56:375-9 Tagetes minuta on the sandfly, Phlebotomus duboscqi. BMC Res Notes 10:98 49. Misni N, Nor ZM, Ahmad R. 2016. New Candidates for Plant-Based Repellents Against 40. Lee SH, Do HS, Min KJ. 2015. Effects of Aedes aegypti. J Am Mosq Control Assoc Essential Oil from Hinoki Cypress, 32:117-23 Chamaecyparis obtusa, on Physiology and Behavior of Flies. PLoS One 10:e0143450 50. Moretti MD, Sanna-Passino G, Demontis S, Bazzoni E. 2002. Essential oil formulations 41. Li S, Picimbon JF, Ji S, Kan Y, Chuanling Q, et useful as a new tool for insect pest control. al. 2008. Multiple functions of an odorant- AAPS PharmSciTech 3:E13 binding protein in the mosquito Aedes aegypti. Biochem Biophys Res Commun 372:464-8 51. Muller-Riebau F, Berger B, Yegen O, Cakir C. 1997. Seasonal variations in the chemical 42. Liang JY, Guo SS, Zhang WJ, Geng ZF, Deng compositions of essential oils of selected ZW, et al. 2017. Fumigant and repellent aromatic plants growing wild in Turkey. Agric. activities of essential oil extracted from Food Chem 45:4821–25 Artemisia dubia and its main compounds against two stored product pests. Nat Prod 52. Nattudurai G, Baskar K, Paulraj MG, Islam VI, Res:1-5 Ignacimuthu S, Duraipandiyan V. 2017. Toxic effect of Atalantia monophylla essential oil on 43. Liang JY, Wang WT, Zheng YF, Zhang D, Callosobruchus maculatus and Sitophilus Wang JL, et al. 2017. Bioactivities and oryzae. Environ Sci Pollut Res Int 24:1619-29 Chemical Constituents of Essential Oil Extracted from Artemisia anethoides Against 53. Park YJ, Li X, Noh SJ, Kim JK, Lim SS, et al. Two Stored Product Insects. J Oleo Sci 66:71-6 2016. Transcriptome and metabolome analysis in shoot and root of Valeriana fauriei. BMC 44. Liao M, Xiao JJ, Zhou LJ, Liu Y, Wu XW, et al. Genomics 17:303 2016. Insecticidal Activity of Melaleuca alternifolia Essential Oil and RNA-Seq 54. Pavela R, Maggi F, Mbuntcha H, Woguem V, Analysis of Sitophilus zeamais Transcriptome Fogang HP, et al. 2016. Traditional herbal in Response to Oil Fumigation. PLoS One remedies and dietary spices from Cameroon as 11:e0167748 novel sources of larvicides against filariasis mosquitoes? Parasitol Res 115:4617-26

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Artrópodos y Salud Ene.-Jun., 2017. Vol. 7 No. 1 Aplicaciones biotecnológicas en el control biológico

APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS EN EL

CONTROL BIOLÓGICO

Cantú-Ruiz, A. L., Galván-Quintero, A. O., Mar-Solís, L. M. Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, UANL

Resumen

Las plagas de insectos son un problema importante para la salud, estos son transmisores de enfermedades en humanos y en plantas, al atacar las plantas limitan el aumento de la producción mundial de alimentos. Existen diversas alternativas para el control de insectos entre las cuales destacan el control físico, mecánico, químico y biológico. Entre las alternativas más utilizadas se encuentra el control químico, pero estos pueden causar problemas para la salud humana, la agricultura y el medio ambiente, en los últimos años la biotecnología ha permitido que el control biológico desplace al químico, debido a que sus productos pueden usarse con seguridad porque no dañan al medio ambiente. Entre los agentes de control biológico se encuentran: los entomopatógenos, insectos beneficiosos, insecticidas botánicos y feromonas. En este plantea las estrategias para el control biológico que se actualmente se están empleando en el continente Americano, México y la Unión Europea. El enfoque de control biológico, será necesario en el futuro más que en la actualidad, conforme los problemas con una mayor diversidad de especies invasoras continúen creciendo a un paso alarmante.

Palabras Clave: Control de Insectos, Biotecnología, Entomopatogenos, Insectos Beneficiosos, Insecticidas Botánicos, Feromonas.

Por ello, se han empleado diferentes técnicas lo largo de la historia la humanidad ha A que permitan controlar las poblaciones de las enfrentado múltiples adversidades, en múltiples mismas, una de las técnicas más comúnmente sectores, como lo son el agrícola y médico. Un utilizadas es el uso de plaguicidas los cuales se ha claro ejemplo de estos problemas son las plagas observado que han generado más brotes que durante toda la historia han azotado los recurrentes de plagas resistentes a los mismos, cultivos provocando grandes pérdidas de además de producir enfermedades en numerosos alimento para el aprovechamiento humano, y bien, cultivos, contribuir a la salinización y erosión del enfermedades transmitidas por los insectos suelo, contaminación de aguas y otros problemas vectores como lo es la malaria que es transmitida ambientales. Debido a lo anterior, se ha requerido por mosquitos del género Anopheles (Figura 1). volver a técnicas antiguamente utilizadas para poder combatir los problemas anteriormente mencionados; una de estas técnicas es el control biológico el cual consiste en el uso de enemigos naturales y microorganismos para el control de sus poblaciones incluyendo competencia, prefación, parasitismo y patogenicidad.

Figura 1: Mosquito del género Anopheles, transmisor de la El control biológico de especies es una malaria técnica que ha sido utilizada desde tiempos muy antiguos, los primeros registros datan del siglo III por chinos para el control de plagas de árboles de

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cítricos. Sin embargo, fue hasta el siglo XIX que se desarrollen métodos que nativamente en un cuando el control biológico de plagas despertó un ecosistema no son encontrados. Por esta razón, en gran interés debido al éxito que se consiguió con la actualidad el control biológico se considera una la introducción de la mariquita Rodolia cardinalis pieza fundamental e indispensable en cualquier para el control de la cochinilla acanalada Icerya estrategia de agricultura sostenible con base purchasi (Figura 2). Posteriormente, en el año de agroecológica, por este motivo, así, este trabajo 1883 se llevó acabo el primer importe de tratará de englobar algunos de los temas más parasitoides a Estados Unidos proveniente de relevantes referentes al control biológico. Europa. Seguido de eso estudios de enfermedades Métodos de control de insectos en insectos por Agostini Bassi con el uso del hongo Beauveria bassiana como atacante del El empleo de diferentes herramientas y gusano de seda, Bombyx mori sugiriendo que sistemas para monitorear y controlar la presencia cadáveres de insecto triturados aplicados con de organismos con gran potencial de plaga se ha agua podrían aplicarse a cultivos para matar a llevado a cabo a través de los años, buscando la insectos. mejor opción según la situación que se presente. Existen diversas maneras de controlar estas plagas, entre las cuales destacan el control físico, mecánico, químico y biológico.1 El control físico- mecánico consiste en una serie de procedimientos para eliminar directamente las plagas o, al cambiar su hábitat, este no pueda sobrevivir por mucho tiempo. Algunas de las técnicas empleadas son conocidas desde la antigüedad, como el uso de barreras, trampas, manejo de temperatura, la eliminación manual del insecto en cuestión, así como el empleo de agua hirviendo o la inundación con el fin de eliminar ácaros, sin embargo este último caso es solamente para bajas poblaciones de insectos, con el fin de no dañar el cultivo (Figura 3).2

Figura 2: Control biológico de Icerya purchasi con Rodolia cardinalis. Debido a los aspectos anteriormente mencionados, fue necesario plantear en los posteriores años, una estrategia alternativa que se basara en el uso de los principios ecológicos para aprovechar al máximo los beneficios de la biodiversidad en la agricultura, sin embargo,

debido a que algunos de los sistemas ecológicos planteados presentaban algunas limitantes fue Figura 3: Control físico- mecánico de Allium cepa, necesario, con la ayuda de la biología molecular y mediante aspersión. las herramientas de ingeniería genética presentes El uso de agroquímicos es una alternativa en los últimos años, plantear modificaciones en altamente empleada para el control de plagas, dichos sistemas para la minimización de siendo responsable de la reducción de daños limitantes, esto, podría ser mediante la mejora de económicos en los cultivos, debido a su alta las cosechas debido la producción de plantas efectividad. Sin embargo, la toxicidad elevada de resistentes, a enfermedades y plagas, así como ellos, la persistencia que tiempo después modificar algunos insectos con el fin de atacar de presentan en el medio así como el mal uso de estos maneras distintas múltiples plagas, de tal manera insecticidas los han colocado como segunda

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opción para el control de plagas.3 Las ventajas que el uso de estos para un control biológico. Estos presenta destacan una rápida acción curativa, bajo depredadores, en su estado larval o adulto costo, así como el uso práctico que representa, requieren el consumo de insectos para su disminuyendo daños económicos. Entre sus crecimiento realizando un control biológico desventajas se menciona la resistencia que estos natural, esto brinda la facilidad de emplearlo insectos pueden desarrollar, el empleo de como un método de control a gran escala, plaguicidas de manera recurrente, brotes de tomando en cuenta las características del plagas secundarias, daños a organismos organismo. Un ejemplo de ello es Rodalia secundarios, así como los costos altos que estos cardinalis, un coccinélido empleado como pueden presentar. Otro punto clave con respecto control de Icerya purchasi, hemíptero encontrado al uso de agentes químicos es que, en el caso de en cítricos. Las moscas blancas o palomillas los insectos, estos productos se han hecho cada (Trialeurodes vaporariorum y Bemicia tabaci) vez más específicos, además de menos causantes de severos daños en diversos cultivos contaminantes o tóxicos siendo el costo de estos ya sea por el daño directo o por transmisión de aumentado de manera considerable. Sin embargo, virus, son controlados por Encarsia Formosa, los insecticidas o los acaricidas, siguen siendo principalmente en los estados ninfales de la plaga7 uno de los métodos más prácticos y económicos de uso, a pesar de las limitaciones que presenta.4 Un ejemplo de ello es en el caso de la enfermedad de Chagas, transmitido por diversos insectos como Triatoma infestans. En los años 1974-1990 se realizó en Brasil un protocolo para la erradicación esta enfermedad, fumigando las viviendas con posibilidad de infección. 5. Figura 5: Bacillus thuringiensis, formación de cristal. Una forma de control utilizada actualmente es el control biológico, definida como el control Además de los insectos, existen bacterias, de insectos mediante el uso de organismos virus y hongos capaces de ejercer algún control benéficos para reducir la densidad de una planta o sobre las plagas. Como en el caso de Bacillus un animal que causa un daño (Figura 4). Este tipo thuringiensis y Bacillus popilliae, colonizadores de control busca la reducción de las poblaciones de insectos de los órdenes Díptera, Ortóptera, de la plaga de manera equilibrada, con el fin de Coleóptera así como Himenóptera. Sin embargo que no haya perdidas económicas totales del estos, en su etapa de esporulación, pueden formar organismo dañado y a su vez, que el agente cristales proteicos con efecto insecticida o toxico controlador no muera, debido a la ausencia de una (Figura 5). Los hongos han sido considerados fuente de consumo (la plaga).6 una de las mejores alternativas para el control de insectos debido a las características que les permiten sobrevivir de forma parasita en los insectos, además de ser más sencilla su recolección y cultivo a nivel laboratorio, entre ellos se encuentra Bauveria bassiana., utilizado en cultivos de importancia económica mundial. En Panamá es comercializado como un método de control en forma de emulsión de esporas (Figura 6) 8 Figura 4: Esquema general del control biológico de insectos. Ejemplo depredación de Spalangia cameroni en la mosca doméstica. En el caso de los insectos, existen especies entomófagas, que al alimentarse de otros insectos depredadores o parásitos presentan una ventaja en

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la producción de biopesticidas más potentes y rentables. Los productos de control biológico tienen como objetivo una velocidad de acción rápida, amplia gama de huéspedes, una mejor entrega del producto a la plaga y una mejor persistencia en el medio ambiente 18.

Figura 6: Producto de espora de Bauveria bassiana Métodos biotecnológicos para el control de insectos Las plagas de insectos son una limitación para el aumento de la producción de alimentos. Figura 7: La mayoría de los biopesticidas a partir de Los agentes de control biológico, incluidos los bacterias registrados a nivel mundial son de Bacillus enemigos naturales, los entomopatogenos thuringiensis (bacterias, nematos, virus y hongos), los Entomopatógenos insecticidas derivados de plantas y las hormonas El grupo de microorganismos de insectos están siendo de gran interés dado que entomopatogenos es variado y diverso entre ellos estos pueden ser utilizados como alternativas a los se encuentran un amplio grupo de virus, bacterias, pesticidas químicos y como componentes nematodos y hongos, entre otros (Anexo 1). Cada esenciales para el manejo de plagas. La uno de estos subgrupos se compone de un numero biotecnología es de suma importancia para de organismos que varían en su manera de mejorar la eficacia, la rentabilidad y en la infectar, el sitio en que se replican, y el ampliación de los mercados para estos mecanismo patogénico. Mientras que algunos bioinsecticidas. Se han utilizado diversas técnicas patógenos presentan rangos de hospederos muy moleculares para identificar y monitorear el amplios, la mayoría prefieren ciertas especies de establecimiento y la dispersión de biotipos insectos. También difieren en cuanto a su específicos de enemigos naturales. La patogenicidad selectiva de acuerdo a las biotecnología puede tener un impacto positivo en diferentes etapas de desarrollo del insecto la seguridad alimentaria de los ataques de insectos huésped 20. y puede contribuir a la sostenibilidad de la agricultura moderna 18.  Bacterias Los recientes biopesticidas registrados a En los últimos años, varias especies de nivel global incluyen: Bacterias (104 productos, bacterias patógenas han sido aisladas, se han los cuales en su mayoría son Bacillus desarrollado como pesticidas y utilizadas con thuringiensis) (Figura 7), Nematodos (44 éxito en el control biológico de insectos en todo productos), Hongos (12 productos), virus (8 el mundo 21. La mayoría de las bacterias productos), protozoos (6 productos) y enemigos patógenas se encuentran en las familias naturales (107 productos) 19. Una ventaja de los Bacillaceae, Pseudomonadaceae, biopesticidas es que pueden ser producidos a una Enterobacteriaceae, Streptococcaceae y escala apropiada con tecnologías que están al Micrococaceae. Aunque hay muchos tipos alcance de casi todos los países en desarrollo. Esto diferentes de bacterias que son conocidas por permitiría el desarrollo de productos específicos infectar de forma aguda o crónica a los insectos, para plagas locales. La biotecnología ocupa un solo se han registrado para el control de insectos papel fundamental ya que podría ayudar a evaluar miembros de dos géneros de la orden

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Eubacteriales, Bacillus (Bacillaceae) y Serratia Si Bt se aplica a lugares expuestos a la luz (Enterobacteriaceae). Bacillus es considerado el solar, se desactiva rápidamente por radiación género pesticida más importante 23. ultravioleta directa. Para maximizar la efectividad de los tratamientos con Bt, los aerosoles deben Las bacterias más patógenas se introducen a cubrir completamente todas las superficies de las los hospederos cuando estos comen alimento plantas, incluyendo la parte inferior de las hojas. contaminado. Estas bacterias se multiplican en el Además de la delta endotoxina de Bt, también se aparato digestivo de los insectos, produciendo encuentra la alfa endotoxina, VIP y una algunas enzimas (como la lectinasa y las diversidad de metabolitos secundarios que proteinasas) y toxinas, las cuales dañan las células también son eficaz contra ciertos insectos, en del intestino medio y facilitan la invasión del cepas de B. cereus se puede encontrar la hemocele del insecto. Una vez que invaden el Zwittermicina (Anexo 2) (Figura 9) 26. hemocele, se multiplican y matan al hospedero por septicemia, por la acción de toxinas o por ambos. En numerosos casos, antes de morir, el insecto huésped pierde el apetito o en otros casos pueden defecar o vomitar, ayudando con esto a la distribución del entomopatógeno. Algunas bacterias pueden infectar a la progenie de los Figura 9: La Zwittermicina A es un antibiótico producido insectos ya sea en los huevos o dentro de estos tal por Bacillus cereus. como es el caso de Serratia marcencens en la Los avances en la transformación de plantas, langosta café Locustana pardalina (Figura 8) 22. cultivo de tejidos y biología molecular ofrecen un gran potencial para la incorporación de genes que producen la delta endotoxina de Bt en cultivos para conferir resistencia contra insectos. Los dos métodos más ampliamente utilizados de transformación de plantas son la transferencia de ADN mediada por Agrobacterium y el bombardeo de células con partículas revestidas de ADN. El cultivo transgénico Bt tienen genes que codifican las mismas proteínas de Bacillus thuringiensis, pero tienen el uso de codones típicos para genomas de plantas y cuentan con la eliminación de todas las señales de procesamiento aberrantes 27. La expresión de toxinas Bt se ha Figura 8: Serratia marcencens infecta la progenie de Locustana pardalina realizado en cultivos de cereales, raíces, hortalizas, cultivos forrajeros y árboles.  Bacillus thuringiensis y plantas Actualmente los cultivos Bt se han transgénicas resistentes a insectos. comercializado para maíz de campo, maíz dulce y Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria algodón los cuales presentan diferentes 18 Gram positiva omnipresente, formadora de propiedades (Anexo 3) (Figura 10) . esporas, que produce cantidades masivas de una o más proteínas que cristalizan intracelularmente durante la fase de esporulación. Estas proteínas son conocidas como proteínas Cry y son toxicas principalmente para las larvas de insectos de los órdenes lepidóptera, díptera, coleóptera, hymenoptera, homóptera, ortóptera y mallophaga y contra nematodos, ácaros, piojos y protozoos 24. Las proteínas Cry se han clasificado en unos 30 grupos diferentes 25.

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Figura 10: El maíz Bt es un tipo de maíz transgénico que produce una proteína de origen bacteriano. La proteína Cry, producida naturalmente por Bacillus thuringiensis.  Hongos Los hongos son un grupo filogenéticamente diverso de microorganismos que son todos eucariotas heterotróficos (nutrición absorbente), unicelulares (levaduras) o hifas (filamentosos) y Figura 11: Cucaracha asesinada por Metarhizium se reproducen por esporas sexuales y/o asexuales anisopliae 18 . Existen más de 750 especies de hongos  Virus entomopatogenos que infectan a insectos, pero pocas han sido consideradas seriamente como Las larvas de muchas especies de insectos posibles candidatos comerciales 23. son vulnerables a epidemias devastadoras de enfermedades virales. Los virus que causan estos Los microinsecticidas son productos brotes son muy específicos, por lo que formulados con hongos entomopatógenos. Los generalmente actúan sobre un solo género de hongos microorganismos que se encuentran insectos o incluso una sola especie, por lo tanto, asociados con insectos que viven en diversos es seguro para el medio ambiente, los seres habitas, como el agua, suelo y partes aéreas; por humanos, plantas y enemigos naturales 23, 31. La su forma característica de infección son los familia Baculoviridae es la más numerosa y microorganismos más importantes que infectan estudiada de los virus entomopatogenos. Esta insectos chupadores como áfidos, mosquita familia agrupa a virus de ADN de doble cadena 28 blanca, escamas, chicharritas y chinches . cuyos viriones están característicamente incluidos El hongo invade la hemolinfa, por lo que la en una matriz proteínica llamado poliedro o muerte del insecto se debe a una combinación de cuerpo de inclusión (OB) 30. Uno de los casos más daños mecánicos producidos por el crecimiento exitosos ha sido el uso del nucleopoliedrovirus de del hongo, desnutrición y por la acción de los Anticarsia gemmatalis NPV (AgMNPV) para metabolitos secundarios o toxinas que el hongo controlar A. gemmatalis en soya en Brasil y fue produce 29. Algunos hongos patógenos de insectos considerado como el más importante en el mundo han restringido el rango de hospederos, mientras 32, 33. En China, el nucleopoliedrovirus de que otras especies de hongos tienen un amplio Helicoverpa armigera SNPV (HaSNPV), se rango de hospederos por ejemplo Metarhizium aplica en algodón, soya, maíz y cultivos de tomate, anisopliae (Figura 11), M. flavoviridae, después de que se autorizó por primera vez como Paecilomyces farinosus, Beauveria bassiana y B. insecticida microbiano comercial en 1993 brongniartii, algunos ya son productos a base de (Figura 12) 34. estos hongos ya son comercializados en el mercado (Anexo 4) 28.

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Figura 12: El nucleopoliedrovirus de Helicoverpa armigera SNPV, se aplica en algodón, soya, maíz y cultivos de tomate Los bioinsecticidas a base de baculovirus son agentes de control ideales para ser usados en los programas de manejo integrado de plagas y su acción insecticida es útil: 1) contra aquellas

especies fitófagas que han desarrollado resistencia múltiple o cruzada a los insecticidas Figura 13: Steinernema carpocapsae es un nematodo entomopatógeno, perteneciente a la familia químicos de síntesis y 2) en los programas de Steinernematidae. control donde se incluyen agentes biológicos de control susceptibles a la acción de los insecticidas  Protozoarios 35 químicos . Los protozoarios son un grupo  Nematodos extremadamente diverso con relaciones que van desde comensales a patógenos. Por lo general son Los nematodos tienen un gran potencial para la de acción lenta y debilitante en lugar de rápida y inoculación y la liberación inundativa y el control aguda. Aunque son importantes en la regulación de una amplia gama de plagas de insectos. biológica natural, estos no poseen los atributos Probablemente en términos comerciales son necesarios para un insecticida microbiano exitoso. segundos solo de las bacterias, en específico de Bt. La mayoría de las infecciones por protozoarios Las especies de nematodos comercialmente causan lentitud, crecimiento irregular o lento, lo disponibles como bioinsecticidas se encuentran que resulta en una reducción de la alimentación, en tres familias: Rhabditida, Steinernematidae y. vigor, fecundidad y longevidad. Las especies de Heterorhabditidae (Figura 13). Los nematodos los géneros Nosema y Varimorpha parecen parasitan a sus huéspedes por penetración directa ofrecer el mayor potencial de uso como ya sea a través de la cutícula o apertura natural en insecticidas. Los patógenos de estos géneros el integumento huésped (es decir, espiráculos, atacan larvas de lepidóptera y ortóptera. boca o ano). La muerte de los insectos no se debe Actualmente hay un producto de este tipo al propio nematodo sino a una bacteria simbiótica registrado contra los saltamontes y el grillo 18 que se libera al entrar en el hospedador . Una mormón. Nosema locustae es conocido por limitación de los nematodos para el control de infectar al menos 60 especies diferentes de insectos es su susceptibilidad al estrés ambiental, saltamontes y grillos, se vende bajo el nombre temperatura extrema, radiación solar y desecación. comercial de Nolo Bait (Figura 14). Es más Se está explorando el potencial de la ingeniería eficaz cuando es ingerido por saltamontes genética para mejorar estos rasgos, además de la inmaduros. Las infecciones progresan lentamente; incorporación de genes que confieren resistencia donde el patógeno mata al saltamontes, la muerte a insecticidas o fungicidas para fines de ocurre 3 a 6 semanas después de la infección 36 protección . inicial 37.

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frecuente la inyección de toxinas y enzimas digestivas 39. De acuerdo a sus hábitos alimenticios se clasifican en: Polífagos (Se alimentan de especies pertenecientes a diversas familias y géneros), Oligófagos (Se alimentan de presas que pertenecen a una familia, varios géneros y especies), Monófagos (Se alimentan de especies que pertenecen a un solo género). Algunos insectos depredadores que se han utilizado con éxito en la agricultura son: larvas de la mosca Aphidoletes aphidimyza (Cecidomyiidae) para el control de pulgones, diversas especies de chinches del género Orius (Anthocoridae) que se alimentan de trips (Figura 15) y Anthocoris depredador de ácaros, larvas del díptero Episyrphus balteatus (Syrphidae) depredador de pulgones, las catarinitas Stethorus punctillum y Coccinella septempunctata (Coccinellidae) depredadores de ácaros y pulgones respectivamente, así como Cryptolaemus montrouzieri para el control del piojo harinoso de los cítricos, larvas y adultos de la crisopa Chrysoperla spp. (Chrysopidae) para el control de pulgones, ácaros y moscas blancas (Anexo 5) 40,41. Figura 14: Esporas de Nosema locustae llenan los tejidos grasos del cuerpo de un saltamontes infectado, haciendo que parezcan grumosos y blancos. Insectos Beneficiosos Hasta el presente, se conoce más de un millón de especies de insectos distribuidas en todo el mundo. De esta enorme diversidad, se estima que en los agroecosistemas únicamente el 3% de las especies se comporta como plaga y el 97% está integrado por fauna auxiliar, de la cual, el 35% está representado por enemigos naturales de las Figura 15: Aphidoletes aphidimyza es un insecto plagas, entre los que destacan diversas especies de depredador utilizado para el control de pulgones y diversas insectos depredadores y parasitoides, mientras especies de chinches del genero Orius. que el 62% restante lleva a cabo otras funciones  Insectos Parasitoides 38. Los parasitoides son organismos  Insectos Depredadores generalmente monófagos. En su estado inmaduro, las larvas se alimentan y desarrollan dentro, o Son organismos de vida libre y matan a sus sobre el cuerpo de un solo insecto hospedero, al presas al alimentarse de ellas. Las hembras de los cual matan lentamente, ya sea que se trate de depredadores depositan sus huevos cerca de las huevecillos, larva, pupa o muy raramente adulto posibles presas. Al eclosionar los huevos, las de este. En la mayoría de los casos consumen todo larvas o ninfas buscan y consumen sus presas. Los o la mayor parte del hospedero, al término de su depredadores generalmente se alimentan de todos desarrollo larvario le causan la muerte y forman los estados de desarrollo de sus presas; en algunos una pupa ya sea en el interior o fuera del cuerpo. casos, los mastican completamente y en otros les Normalmente son más pequeños que el hospedero. succionan el contenido interno, en este caso, es Este tipo de enemigos naturales pueden tener una

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generación al año o presentar dos o más severo de plaga, respetan este principio, porque generaciones al año 42, 43. además de su efecto toxico y/o repelente, se descomponen rápidamente y no causan Los insectos parasitoides son los enemigos resistencia 47. naturales más utilizados en el control biológico aplicado y juegan un papel fundamental como reguladores naturales, esto debido a que tienen un nivel de especialización mayor al de los depredadores. Las principales especies parasitoides utilizadas son: 84% del orden Hymenoptera, 14% Díptera y 2% otros ordenes (Anexo 6) (Figura 16) 44.

Figura 17: Tagetes patula es una planta toxica para las larvas de diferentes mosquitos. Sus secreciones radiculares son una barrera eficaz contra nematodos. Feromonas para el control de plagas de insectos Las feromonas son compuestos utilizados como señales de comunicación por los insectos. Los métodos de control directo de insectos que usan feromonas incluyen la captura masiva, las tácticas de interrupción de apareamiento (solo Figura 16: Las principales especies de insectos parasitoides funciona con poblaciones aisladas), las tácticas de utilizadas son del orden Hymenoptera. atraer y matar, siendo esta ultima la más eficiente. Insecticidas botánicos La combinación de feromonas y patógenos está diseñada para no matar a los insectos de Los insecticidas botánicos son derivados de inmediato, su objetivo es usarlos como vector de algunas partes o ingredientes activos de las la enfermedad en la población más amplia. Todas plantas. Estos productos vegetales son muy las feromonas actualmente comercializadas se eficaces, menos costosos, biodegradables y más fabrican mediante síntesis química, pero también seguros que sus equivalentes sintéticos, los cuales pueden ser obtenidas mediante métodos son altamente persistentes en el medio ambiente y biotecnológicos, los cuales se espera que toxico para los organismos no blanco, incluidos desplacen a la síntesis química en un futuro 18. los humanos a los cuales les causan muchas de las enfermedades no identificadas después de la Uso de biotecnología en el control biológico en bioacumulación 45. la Unión Europea El efecto nocivo de los extractos de plantas o El control biológico de insectos sigue siendo sus compuestos puros contra los insectos se puede un tema controversial en la actualidad, tanto en manifestar de diversas maneras, incluyendo la países desarrollados como en proceso de toxicidad, la mortalidad, inhiben el crecimiento, desarrollo. Específicamente en el caso de los la supresión de comportamiento reproductivo y insectos manipulados genéticamente. reducen la fertilidad y la fecundidad (Figura 17) En el año 2010, se reportó que, 46. aproximadamente 230 especies de insectos La agricultura orgánica promueve el depredadores, procedentes de 10 grupos equilibrio entre el desarrollo agrícola y los taxonómicos fueron utilizados para el control de componentes del agroecosistemas, y por esto los plagas de todo el mundo. De esa cantidad, 170 plaguicidas botánicos, aplicados tanto especies se emplearon en Europa (Figura 5), 9 preventivamente como para controlar un ataque siendo un 95% clasificado como artrópodos.

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Miembros de la familia Cleridae son Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación depredadoras importantes de Ips typographus, (DARP) dio con respecto a la liberación de estas ubicado en Europa Central, tal es el caso de moscas, Oxitec retiró la solicitud en el año 2015. Thanasimus spp. También se puede mencionar a De haber sido aceptada esta solicitud se hubiera Phitoseiulus permisimilis, empleado para el convertido en la primera liberación de insectos control de ácaros.6 transgénicos en Europa.10 Aplicación de la biotecnología para el control biológico en el continente Americano y México La aplicación de la ingeniería genética para mejorar la resistencia de cultivos a plagas o patógenos ha abierto un sinfín de posibilidades para el control biológico. Un ejemplo es el cultivo en el norte de México y en Estados Unidos, de algodón BOLLGARD® producido por la compañía Monsanto, el cual se comenzó a cultivar a partir del año 1996, seguidos por Argentina y Colombia en el año 2004 11, dicha planta también es utilizada con la capacidad de producir una proteína que es generada naturalmente por Bacillus thurigensis subsp. kurstaki (B.t.k.) la cual es tóxica para los insectos especialmente para Lepidópteros y para sus orugas, dicho cultivo es eficaz contra las especies Figura 5: Control biológico empleado por continente. Helicoverpa armigera, Pectinophora gossypiella Con respecto a los insectos transgénicos, se y Earias insulana 12 los cuales son de gran llevó a cabo un intento de liberar insectos importancia ya que generalmente son las modificados genéticamente al medio ambiente en encargadas de plagar los cultivos de algodón. Europa, particularmente en España. En el año 2013, la empresa británica Oxitec, caracterizada por manipular genéticamente insectos plaga como lo son Plutella xylostella, y Ceratitis capitata, solicitó al gobierno español permiso para la liberación de ejemplares macho de la mosca de olivo, denominada OX3097D. Dichas moscas presentan letalidad a tetraciclina en la descendencia femenina, así como un marcador de fluorescencia para distinguir las moscas transgénicas de las silvestres. Ante esta solicitud, diversas organizaciones ecologistas, entre ellas Greenpeace alzaron la voz, oponiéndose ante la solicitud debatiendo que, “La liberación de insectos modificados genéticamente en el medio es un experimento peligroso que convertirá a toda Figura 6. Mapa del Plásmido PV-GHBK04 utilizado dentro Europa en un laboratorio al aire libre. Los insectos de A. tumefaciens para producir algodón Bollgard, además se no respetan las fronteras, y la esterilidad nunca es muestra la flor de dicho algodón. 100% efectiva. Podrían escaparse del área de experimentación y si, como con tantos otros En México destacan principalmente los ensayos, las cosas no funcionan según el plan, ejemplos como el ya mencionado de Bacillus será imposible desmantelar el experimento”. Ante thuringiensis y de hongos que atacan insectos. En el rotundo rechazo que el Departamento de el caso de agentes biológicos para el control de

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enfermedades (principalmente producidos por Perspectivas a futuro del uso del control hongos), los éxitos comerciales son todavía biológico limitados y están basados principalmente en Debido a que aumentarán las demandas de hongos de los géneros Trichoderma, Gliocladium, pruebas de especificidad de hospederos, las que Streptomyces, Coniothyrium y Candida, y son complicadas y lentas, es posible que muchos bacterias de los géneros Pseudomonas, Bacillus y programas factibles terminen en el laboratorio del Agrobacterium 13. investigador y tal vez en el futuro, sólo serán El uso comercial y a gran escala de este tipo posibles en laboratorios especializados con de productos ha sido muy limitado, una de las equipos cooperativos que estén disponibles para limitantes más importantes para alcanzar el uso a cubrir los muchos aspectos del trabajo. Sin nivel comercial de los agentes de control embargo, especialmente el enfoque de control biológico es que, a diferencia de los pesticidas o biológico, será necesario en el futuro aún más que antimicrobianos químicos, que generalmente en la actualidad, conforme los problemas con una hacen disminuir rápidamente la densidad de la mayor diversidad de especies invasoras continúen plaga o la severidad de la enfermedad, la eficacia creciendo a un paso alarmante 16. de los productos biológicos en el campo depende Por ello, esta área aún está por desarrollarse sensiblemente de factores ambientales difíciles de en México de manera más completa, con respeto controlar (temperatura, humedad, acidez, a los organismos con capacidad de control exposición a luz ultravioleta, etcétera) 14. Además, biológico. Ya que actualmente, esfuerzos por la comercialización de los agentes de control buscar la sustentabilidad de los cultivos y biológico se ha visto limitada por la falta de preservar el ambiente demandan una visión métodos rigurosos de evaluación que permitan interdisciplinaria en la concepción y diseño de anticipar de manera racional las complejas nuevas estrategias de manejo de las enfermedades. interacciones entre planta, la plaga o agente Por otro lado, la diversidad ecológica de nuestro patógeno, el agente de control biológico, el suelo país, el hecho de que nuestros sistemas agrícolas y el ambiente, presentes todos en el campo 15. se encuentran relativamente poco perturbados, y Por otra parte, para el resto de América en la composición socioeconómica y cultural de los Brasil específicamente, se ha aplicado control productores mexicanos, hacen del control biológico para el barrenador de la caña de azúcar biológico una opción con futuro 17. con el uso de parasitoides, para el gusano Conclusión terciopelo de la soya con AgMNPV, chinches de la soya con parasitoides, avispa de la madera Las alternativas mencionadas en este trabajo Sirex con nematodos, entre algunos otros, representan un método viable para ser utilizados mediante métodos clásicos de biotecnología. Así dentro de esquemas de control biológico de plagas mismo, en Chile se ha aplicado a la polilla de los causantes de enfermedades tanto en humanos brotes de los pinos con Orgilus obscurator, oscas como en plantas. Su uso permite mantener la caseras con parasitoides, y hay muchos otros productividad del campo sin contaminarlo y sin programas aumentativos en desarrollo para el poner en riesgo la salud de la población que entra control de un mayor número de plagas; en en contacto directo o en forma indirecta con estos Colombia se busca atacar a plagas del algodón, insumos. Sin embargo, es necesario realizar soya, sorgo y caña de azúcar con Trichogramma estudios de impacto ambiental del lugar donde se y otros parasitoides, moscas caseras con utilicen, ya que si el agente biológico que se está parasitoides, entre otras; Venezuela para el utilizando no es originario de la región donde se barrenador de la caña de azúcar el uso del gusano esté aplicando, se corre el riesgo de la soldado (Telenomus), para plagas del sorgo introducción de nuevas cepas u organismos que (Trichogramma), entre algunos otros; Perú plagas pueden en algunos casos, traer consigo un de la caña de azúcar, arroz y maíz (Trichogramma, desplazamiento de las especies que ya están Telenomus), plagas en cítricos (Aphytis local), establecidas. plagas en olivo (Methaphycus) y otros 16.

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Anexo 1. Microorganismos y agentes patógenos de insecto 48. Grupo Especies Representativas Insectos susceptibles Lepidóptera, Hymenóptera, Coleóptera, Virus de la poliedrosis nuclear Díptera, Neuróptera, Ortóptera, Trichoptera, Hemíptera, y otros Adoxophyes orana Algunas polillas (Adoxophyes honmai y granulovirus (GV) + Homona Virus Homona magnanima) magnanima GV Virus de la poliedrosis nuclear de la Palomilla de la manzana (Cydia pomonella) mosca de la sierra del pino Mosca de la sierra del pino (Diprion similis) Virus de la poliedrosis nuclear de Gusano Bellotero (Heliothis virescens) Heliothis virescens Rickettsia Rickettsiella melolonthae Coleóptera, Díptera, Ortóptera Lepidóptera, Homóptera, Himenóptera, Beauveria bassiana Coleóptera, Díptera (Trips, mosca blanca) Lepidóptera, Homóptera, Himenóptera, Metarhizium anisopliae Coleóptera, Díptera (Trips, mosca blanca, Hongos Cucarachas) Verticillium lecanii Cucarachas Isaria fumosorosea Mosca blanca (Bemisia tabaci) Áfidos, mosca blanca (Bemisia tabaci y Lecanicillium longisporum Trialeurodes vaporariorum) Los gorgojos, gusano cortador negro, Steinernema carpocapsae gusano cortador común, polilla del melocotón Nemátodos Gusanos blancos, gorgojos, gusano cortador Steinernema glaseri negro, Gusano azul, gusano cortador de césped Gusano cogollero (S. frugiperda) Protozoarios Nosema locustae Saltamontes, langostas

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Anexo 2. Uso de transgénes y su modo de acción 49. Transgén Fuente y modo de acción Ejemplo de uso Bacillus thuringiensis La endotoxina de Bacillus La endotoxina de Bacillus thuringiensis (Bt) endotoxina thuringiensis VIPs son producidos por Bacillus cereus Muy tóxico para las especies y Bacillus turingiensico. Agrotis y Spodoptera. VIP indujo Tienen una actividad similar a las Proteína insecticida la parálisis intestinal, la lisis endotoxinas de Bt. Vip1 / Vip2 son vegetativa (VIP) completa de las células epiteliales tóxicos para los insectos coleópteros y intestinales y dio como resultado Vip3 es tóxico para los insectos la mortalidad larvaria lepidópteros La colza transgénica (Brassica La quitinasa cataliza la hidrólisis de la napus) que expresaba M. sexta quitina, que es uno de los componentes quitinasa y toxina de insecto de Quitinasa (Enzima) vitales del revestimiento del tracto escorpión aumentó la mortalidad y digestivo en insectos y no está presente en redujo el crecimiento de Plutella plantas y animales superiores. maculipenis La colesterol oxidasa de El colesterol oxidasa es una enzima Streptomyces causó retraso en el Colesterol Oxidasa bacteriana que cataliza la oxidación del crecimiento de H. virescens, H. (Enzima) colesterol. Funciona dañando las zea y Pectinophora gossypiella membranas del intestino medio cuando se incorporó a una dieta artificial Las enzimas dioxigenasas están ampliamente distribuidas en plantas y La lipoxigenasa de la soja retrasa catalizan la hidroperoxidación de restos el crecimiento de Manduca sexta Lipoxigenasa (Enzima) cis-cis-pentadieno en ácidos grasos cuando se incorpora en la dieta insaturados. Funciones dañando las artificial membranas del intestino medio

Anexo 3. Propiedades de Cultivos Genéticamente Modificados 49. Propiedades de las variedades Cultivos Modificación genéticamente modificadas Resistencia a los insectos mediante la producción de proteínas Bt. Además de Nuevos genes, algunos de la bacteria Maíz la adición de alfa amilasa, que Bacillus thuringiensis añadidos / convierte el almidón en azúcar para transferidos al genoma de la planta facilitar la producción de etanol Gen para una o más proteínas Elimina las plagas de insectos Algodón cristalinas de Bt transferidas al susceptibles genoma de la planta Nueva hoja: gen de una o más Resistencia de Bt contra el escarabajo Papa proteínas cristalinas de Bt transferidas de Colorado y resistencia contra 2 virus al genoma de la planta Gen para una o más proteínas Elimina las plagas de insectos Soya cristalinas de Bt transferidas al susceptibles genoma de la planta Mostró resistencia al gusano del La toxina insecticida de la bacteria Tomate tabaco, al gusano del tomate, al gusano Bacillus thuringiensis se ha insertado del tomate y a la broca del tomate en una planta de tomate Mostró resistencia al gusano Se ha insertado la toxina insecticida de Garbanzo Helicoverpa armigera la bacteria Bacillus thuringiensis

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Anexo 4. Bioinsecticidas a base de hongos entomopatógenos 48. Agente Biológico Nombre Comercial Huéspedes País BEA-SIN Lepidópteros México-Sinaloa Coleóptera/ Hemíptera/ AGO BIOCONTROL Lepidóptera/ Colombia Beauveria bassiana Díptera OSTRINIL Ostrinia nubilalis Francia Trips, mosca blanca, polilla BOTANI GARD Japón dorso de diamante Lagenidium giganteum LAGINEX Mosquitos E.U.A. SALTGREEN Aneolamia spp, Prosapia México-Córdoba BIOGREEN Adoryphouse couloni Australia M. anisopliae Locusta pardalina y otras GREEN MUSCLE Sudáfrica langostas y chapulines PAE-SIN Mosquita blanca México– Sinaloa P. fumosoroseus PREFERD Mosquita blanca, áfidos Japón APHIN Brevycorine brassicae México Verticillium lecanii VERTALEC Áfidos Suiza MYCOTAL Mosquita blanca/ trips Holanda/ Suiza Lecanicillium VERTALEC Áfidos Japón longisporum

Anexo 5. Principales órdenes y familias de insectos depredadores 38. Orden Familia Principales Presas Coccinellidae Pulgones, escamas, cochinillas y moscas blancas Cleridae Larvas de mariposas, picudos y chicharritas Coleóptera Huevos, lavas, pupas, adultos de tamaño pequeño y cuerpo Melyridae blando de diversos insectos Carabidae Larvas y pupas de mariposas y avispas Trips, ninfas de mosquita blanca, pequeñas larvas de Anthocoridae mariposas, acaros y pulgones. Geocoridae Pequeños insectos de diferentes grupos. Hemíptera Nabidae Pulgones y larvas de mariposas Reduviidae Pulgones, larvas de mariposa, escarabajos y chicharritas. Pentatomidae Escarabajos y catarinitas plaga. Phymatidae Abejas, moscas, mariposas y otras chinches. Chapulines, escarabajos, avispas, abejas, huevecillos de Asilidae chapulines y otras moscas. Díptera Las larvas son depredadores de pulgones y pequeñas larvas Syrphidae de mariposas. Sus larvas se alimentan de pulgones, escamas, mosquitas Neuróptera Chrysopidae blancas, ácaros, huevos, larvas de mariposas, escarabajos y trips. Formicidae La mayoría son depredadores generalistas. Hymenoptera Vespidae Depredadores generalistas Dermáptera Forficulidae Pulgones, huevos y larvas de mariposas y palomillas Mantodea Mantidae Depredadores generalistas Calopterygidae Moscas, mosquitos y otros insectos pequeños. Odonata Coenagrionidae Moscas, mosquitos y otros insectos pequeños.

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Anexo 6. Principales órdenes y familias de insectos parasitoides 38. Orden Familia Tipo de Hospedero Escamas, pulgones, mosquitas blancas, psílidos, chinches y Aphelinidae moscas entre otros. Larvas de escarabajos, moscas, mariposas, así como Braconidae pulgones y chinches. Larvas o pupas de mariposas, moscas, escarabajos, Chalcididae crisópidos y otras avispas. Escamas, huevo o larvas de escarabajos, moscas, Encyrtidae mariposas, crisópidos y avispas, huevos de chapulines y chinches. Huevos, larvas, pupas y adultos de 10 órdenes de insectos, Eulophidae inclusive acuáticos. Figitidae Larvas de moscas, crisópidos y avispas. Hymenoptera Ichneumonidae Larvas de escarabajos, mariposas y avispas. Huevos de cícadas, chapulines, grillos, escarabajos, Mymaridae chinches, pulgones y moscas. Perilampidae Pupas de avispas, escarabajos y crisópidos. Larvas de escarabajos, pulgones, chicharritas, cigarras y Pteromalidae moscas. Huevos de mariposa, grillos, chapulines, mántidos, Scelionidae chinches, cigarras, chicharritas, escarabajos y moscas entre otros. Parasitan a más de 51 familias en 8 órdenes de insectos, Torymidae especialmente avispas y moscas formadoras de agallas. Huevos de mariposas, chinches, escarabajos, trips, moscas, Trichogrammatidae crisópidos y otros himenópteros. Larvas de mariposas, escarabajos, estados inmaduros de Diptera Tachinidae chinches, saltamontes y chapulines.

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Instituciones Participantes