El frijol es un recurso nutricional y económico importante a nivel mundial. En Colombia, los cultivos de fríjol han sido un sector tradicional de economía campesina, de subsistencia para pequeños productores, de alta dispersión geográfica y de gran importancia socioeconómica desde el punto de vista de seguridad alimentaria y de generación de empleo. Los principales problemas para la producción de fríjol en Colombia están relacionados con la alta incidencia de enfermedades y plagas, que se agravan por el uso generalizado de variedades susceptibles. En el país, la enfermedad más importantes del fríjol, por su amplia distribución y las pérdidas que ocasionan, es la Antracnosis (causada por el hongo Colletotrichum lindemuthianum). Convencionalmente, el control de esta enfermedad se ha llevado a cabo mediante la aplicación de fungicidas de origen sintético de baja especificidad, lo que ha generado consecuencias negativas como la alta exposición de los trabajadores a intoxicaciones, la contaminación del medio ambiente, y el riesgo de que el fríjol obtenido bajo estas condiciones pueda contener residuos tóxicos en niveles superiores a los permitidos.
Por estas razones se requieren sustancias nuevas y mejores, pero para su desarrollo se necesita de un diseño racional de sus estructuras y mecanismos de acción, lo que precisa de un íntimo conocimiento de la bioquímica de la planta y su interacción con el patógeno. Uno de dichos enfoques lo representa el estudio de los mecanismos naturales de defensa que poseen las plantas para el control de enfermedades causadas por microorganismos, tales como la producción de enzimas relacionadas con la patogénesis (ERP) y fitoalexinas (metabolitos secundarios de bajo peso molecular con actividad antimicrobiana que son producidos por las plantas en respuesta a factores que perturban su metabolismo normal, como infecciones, sustancias químicas, radiación UV, entre otras).
Las ERP y las fitoalexinas, ofrecen un excelente modelo estructural y bioquímico para el desarrollo de nuevos antifúngicos. Las ERP, son proteínas que se acumulan en respuesta a la infección. Algunas de estas pueden actuar directamente sobre el patógeno, causando la lisis de sus paredes celulares, o hacer parte de las rutas biosintéticas para la producción de las fitoalexinas y fenoles involucrados en la formación de lignina (un componente de la pared celular que actúa como barrera estructural, evitando el avance del patógeno). Las variedades que sobreexpresan estas enzimas durante la patógénesis demuestran ser más resistentes a los hongos. Asimismo, las fitoalexinas son sustancias que han demostrado poseer actividad antibiótica y además parecen biosintetizarse de una manera diferencial en variedades y especies tolerantes y susceptibles a microorganismos patogénicos.
Una excelente alternativa para el control racional de fitopatógenos lo representa el uso de sustancias químicas exógenas que estimulan la acumulación de ERP y fitoalexinas, llamadas elicitores (también denominadas Microbe or Pathogen Associated Molecular Patterns, MAMPs ó PAMPs). Algunas de estas sustancias pueden liberarse de las paredes celulares del hongo o de la planta, o incluso ser de origen sintético. El empleo de elicitores actuaría de manera similar a una vacuna en mamíferos: induciendo altas concentraciones de sustancias de defensa (ERP y fitoalexinas), de tal manera que cuando el microorganismo se presenta, la planta ya tiene niveles elevados de defensas químicas. Una vez desaparece el riesgo de infección y termina la aplicación del elicitor, la planta restaura su bioquímica normal y los niveles de ERP y fitoalexinas descienden o desaparecen. En el presente proyecto se propone la síntesis de derivados de la coronatina (un potente inductor de respuestas defensivas en plantas), y la coronalona (un análogo estructural de la coronatina). |