El descubrimiento de un conjunto básico de genes implicados en las respuestas de las abejas melíferas a múltiples enfermedades causadas por virus podría ayudar a científicos y apicultores a criar abejas melíferas más resistentes al estrés.
«En la última década, las poblaciones de abejas melíferas han sufrido pérdidas graves y persistentes en todo el hemisferio norte, principalmente debido a los efectos de patógenos como hongos y virus», afirma Vincent Doublet, investigador posdoctoral de la Universidad de Exeter. «Los genes que identificamos ofrecen nuevas posibilidades para generar linajes de abejas melíferas resistentes a estos patógenos».
Los avances recientes en la secuenciación del ADN han impulsado numerosas investigaciones sobre los genes implicados en las respuestas de las abejas melíferas a los patógenos. Sin embargo, hasta ahora, esta enorme cantidad de datos ha sido demasiado compleja y heterogénea para revelar patrones generales de la inmunidad de las abejas melíferas.
«Aunque muchos estudios han utilizado enfoques genómicos para entender cómo responden las abejas a los virus y parásitos, ha sido difícil comparar esos estudios para encontrar los genes y las vías fundamentales que ayudan a las abejas a combatir los factores de estrés», afirma Christina Grozinger, profesora de entomología en Penn State.
«Nuestro equipo creó una nueva herramienta bioinformática que nos ha permitido integrar información de 19 conjuntos de datos genómicos distintos para identificar los genes clave implicados en la respuesta de las abejas melíferas a las enfermedades».
En concreto, los investigadores crearon una nueva técnica estadística, llamada análisis de producto de rangos dirigido, que les permite identificar los genes que se expresaron de manera similar en los 19 conjuntos de datos, en lugar de limitarse a los genes que se expresaron más que otros dentro de un conjunto de datos.
Los hallazgos, publicados en BMC Genomics, muestran que entre estos genes con expresión similar se encuentran los que codifican proteínas responsables de la respuesta al daño tisular causado por patógenos, así como los que codifican enzimas implicadas en el metabolismo de los carbohidratos de los alimentos, entre muchos otros. Una disminución del metabolismo de los carbohidratos puede reflejar el costo de la infección para el organismo.
«Se pensaba que las abejas melíferas respondían de maneras totalmente distintas a los diferentes organismos causantes de enfermedades, pero hemos aprendido que, en su mayoría, dependen de un conjunto básico de genes que activan o desactivan ante cualquier desafío patógeno importante», afirma Robert Paxton, profesor de zoología en el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad. «Ahora podemos explorar los mecanismos fisiológicos por los que los patógenos vencen a sus huéspedes, las abejas melíferas, y cómo estas pueden defenderse de ellos».
Las implicaciones de los hallazgos no se limitan a las abejas melíferas. Los genes fundamentales forman parte de vías conservadas, es decir, se han mantenido a lo largo de la evolución de los insectos y, por tanto, también están presentes en otros insectos. Esto significa que esos genes aportan conocimientos importantes para entender las interacciones entre patógenos y otros insectos, como los abejorros, y para utilizar patógenos en el control de insectos plaga, como los pulgones y ciertas polillas.
«Este análisis ofrece una perspectiva sin precedentes de los mecanismos que sustentan las interacciones entre los insectos y sus patógenos», afirma Doublet. «Con este análisis, generamos una lista de genes que probablemente será una fuente importante para futuros estudios funcionales, para criar linajes de abejas melíferas más resistentes y para controlar las enfermedades emergentes de las abejas».
iDiv, el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad, ubicado en Leipzig, Alemania, respaldó el trabajo.
