Sistema detecta hasta 5 virus de papa al mismo tiempo

 Con una producción anual superior a los 2,5 millones de toneladas, en Colombia la papa es uno de los pilares del agro, genera 350.000 empleos y aporta el 3,3 % del PIB agropecuario. En Boyacá, donde se cultiva el 27 % del tubérculo, la papa es tan emblemática que ser “buena papa” es sinónimo de honestidad. Sin embargo su cultivo no está exento del ataque de microorganismos tan letales como los potyvirus y el carlavirus, que dejan pérdidas millonarias. Para superar estas dificultades, un grupo de investigadores implementó dos sistemas que en apenas 3 horas y a bajo costo detectan hasta 5 virus.

Para probar el desarrollo de su técnica, que actúa como un “escáner” de rayos X, el microbiólogo Neider Alfonso Jiménez Miranda, magíster en Microbiología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), trabajó con 2 variedades comerciales de papa: diacol papiro y yema de huevo, y con 8 variedades nativas, entre ellas alcarrosa y balbanera, de los municipios boyacenses de Ventaquemada y Chiscas.

El método aplicado por el magíster Jiménez combina técnicas utilizadas por separado en otras investigaciones para detectar varios virus a la vez, lo cual es importante ya que las pruebas actuales solo detectan uno, y además son de difícil acceso para los pequeños papicultores.

Por ejemplo, la metodología propuesta les permitiría a entidades como el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) y la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Agrosavia) ofrecer un servicio más preciso y focalizador.

La propuesta combina la técnica de RT-PCR Múltiplex –que amplifica el material genético de diferentes virus en una sola reacción– con la qPCR, una herramienta que no solo confirma la presencia del virus en tiempo real, sino que además mide cuántas copias hay en la muestra, como si contáramos cuántos virus hay en cada planta.

El secreto estuvo en identificar cebadores específicos, los cuales funcionan como pequeñas llaves que solo encajan en el material genético de cada virus, es decir que si en la muestra hay un virus, los cebadores lo encuentran y lo amplifican, permitiendo detectarlo.

Para asegurarse de que cada llave encajara perfectamente, el magíster Jiménez utilizó programas de análisis bioinformático que optimizaron su diseño garantizando que la prueba fuera precisa y no diera falsos positivos.

En una sola prueba

Para el estudio se analizaron en laboratorio 100 plantas adultas (de 2 meses), cultivadas en frascos con agar, sustancia que provee los nutrientes necesarios y les permite crecer in vitro, para tomar muestras de tejido y analizar los virus; además se implementaron dos sistemas de detección múltiple, lo que permitió identificar 5 virus y un viroide en alrededor de 3 horas, lo que reduce tiempo y recursos en comparación con hacerlo por separado.

Algunos de los virus detectados fueron el PVY (potyvirus), transmitido por pulgones, que produce muerte en las hojas y deformación de los tubérculos; el PVS (carlavirus), cuyo vector también son los pulgones o el contacto entre plantas contaminadas, generalmente sin síntomas, lo cual dificulta su reconocimiento; y el virus de la vena amarilla de la papa, que se transmite por la mosca blanca y pone amarillentas las venas de las hojas. Cuando estas enfermedades aparecen o se juntan, las pérdidas pueden ir del 10 al 80 %, dependiendo del momento en que se actúe.

Por último, para comprobar los resultados, los científicos usaron electroforesis en gel de agarosa, una técnica que permite “ver” el material genético de los virus en una especie gelatina, en la que, al aplicar una corriente eléctrica, se pueden observar los cambios propios de cada virus en un transiluminador de luz ultravioleta, máquina que muestra una “huella digital” o banda de cada uno de estos patógenos.

Así, en vez de analizar cada virus por separado con la técnica PCR convencional –famosa durante la pandemia por Covid-19– este método permite detectar la presencia del virus y facilita la amplificación de ciertas zonas del genoma de la planta para ver los genes que se activan ante el contagio.

Este avance no solo permite detectar los virus en cultivos más rápidamente y de manera asequible, sino que además sienta las bases para crear kits de diagnóstico, para que en el futuro las entidades encargadas de realizar pruebas en campo no tengan necesidad de invertir en costosos laboratorios; además, los papicultores podrían tener semillas completamente certificadas como libres de virus, garantizando una mejor producción.

El trabajo del magíster Jiménez fue dirigido por los profesores Fabio Aristizábal, de la UNAL, y Zaida Ojeda, de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.