Novedades en el potencial de biocontrol de la levadura Metschnikowia pulcherrima

Identificados nuevos metabolitos antifúngicos con potencial biocontrol de hongos fitopatógenos poscosecha producidos por la levadura Metschnikowia pulcherrima

Por Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

  Los microorganismos coexisten en la mayoría de los entornos e interactúan respondiendo entre sí, provocando la producción de moléculas de señalización y defensa. En consecuencia, el efecto de una cepa de un microorganismo específica en el ambiente que la rodea y en la interacción con otros microorganismos se caracterizará por los metabolitos que secreta. Los antagonistas microbianos son efectivos agentes de biocontrol de enfermedades poscosecha y hoy en día se consideran una alternativa prometedora a los tratamientos con químicos sintéticos convencionales. [caption id="attachment_20306" align="aligncenter" width="800"] Graphical abstract del artículo[/caption]    

La actividad antimicrobiana de la levadura Metschnikowia

El género de levaduras Metschnikowia contiene especies con amplio potencial biotecnológico para su aplicación en diversos procesos industriales, aunque su propiedad más estudiada es su fuerte actividad antimicrobiana. En particular, la especie M. pulcherrima está ampliamente distribuida y es frecuentemente aislada de frutos y flores. Se ha verificado que varias cepas de esta especie exhiben una fuerte actividad antagónica in vivo contra patógenos fúngicos poscosecha como Alternaria, Botrytis y Penicillium spp. entre otros. Fueron estudiados y caracterizados los compuestos antifúngicos presentes en el exometaboloma (*) de esta levadura que previamente mostraron una inhibición eficiente de la infección por Botrytis cinerea, que es un hongo que causa la llamada "podredumbre gris" en las frutas. M. pulcherrima se mostró excelente antagonista contra agentes fúngicos responsables por enfermedades económicamente importantes, tales como Botrytis cinerea en frutos de tomate y uva poscosecha así como contra Fusarium oxysporum en plantas de tomate. Se identificó un total de 35 metabolitos secretados, potencialmente involucrados en el control biológico del moho gris.  

Identificados nuevos compuestos antifúngicos

Los análisis posteriores in vitro y los ensayos de protección de frutos de tomate, uva y manzana in vivo con dichos metabolitos permitieron identificar varios compuestos antifúngicos nuevos, siendo el ácido 3-amino-5-metilhexanoico, el bifenil-2,3-diol y el sinaldehído los más activos, con hasta un 90-100% de reducción en la infección de tomate y manzana con B. cinerea. Además, los dos primeros metabolitos protegieron a los tomates contra la infección por Alternaria alternata. Se observó que estas sustancias afectan negativamente la integridad de la membrana celular y la morfología del micelio de B. cinerea y aumentan el nivel intracelular de ROS, especies reactivas de oxígeno.  

Metabolitos que pueden ayudar actuando sinérgicamente

Además, se identificaron otros metabolitos con interesantes aplicaciones biotecnológicas secretadas por células de levadura, como piperideína y protoemetina (alcaloides), ácido p-cumaroilquínico (fenilpropanoide), β-rodomicina (antibiótico) y ácido taurocólico (ácido biliar). Este hecho destaca que la actividad antifúngica de M. pulcherrima puede resultar de la acción sinérgica de varias moléculas activas. La metabolómica, una ayuda para encontrar la molécula responsable de la bioactividad Por otro lado, en este contexto, las técnicas metabolómicas pueden ayudar a encontrar nuevas moléculas bioactivas siendo que el uso de metabolitos antimicrobianos de protección poscosecha, en un producto comercial es más fácil de registrar y aplicar que el microorganismo vivo. (*) El exometaboloma se conoce también como “huella metabólica”; se ocupa del estudio de los metabolitos extracelulares y es un subcampo de la metabolómica   Fuentes Fernandez-SanMilla, A.; Gamir, J.; Farran, I.; Larraya, L.; Veramendi, J. (2022). Identification of new antifungal metabolites produced by the yeast Metschnikowia pulcherrima involved in the biocontrol of postharvest plant pathogenic fungi. Postharvest Biology and Technology,192: 111995. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.111995