Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

Producción de Bioinsecticidas de Neem mediante tecnologías modernas

Bioinsecticida

M en C Leticia Pavón Reyes / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional
Dr. Fernando Orozco Sánchez / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Universidad de Colombia
Dr. Victor Castrejón Gómez / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional
Dra. Gabriela Sepúlveda Jiménez / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional
Dr. Mario Rodríguez Monroy / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional
Archivo: Biotecnología

            Los insectos que atacan cultivos de importancia para el hombre causan pérdidas económicas considerables. Para combatir estas plagas, una práctica común es aplicar insecticidas químicos, pero que son altamente nocivos para la salud y contaminantes al ambiente. Además, el uso indiscriminado de los insecticidas ocasiona la aparición de insectos con resistencia a este tipo de sustancias químicas. Por lo anterior, una de las alternativas para el control de insectos plaga es el uso de plantas con propiedad insecticida. Algunas plantas ya son usadas para formular productos comerciales que se les conoce como bioinsecticidas.
          El árbol del neem, cuyo nombre científico es Azadirachta indica es una especie vegetal de origen Hindú, utilizada desde tiempos ancestrales por sus propiedades medicinales y por sus efectos insecticidas (figura 1). De las semillas del árbol se extraen sustancias químicas naturales llamadas limonoides, que son las responsables del efecto insecticida (figura 2). A la fecha, se reporta que más de 190 especies de insectos pueden ser controlados con los bioinsectidas elaborados a base de neem. Además, insectos que desarrollaron resistencia a los insecticidas químicos, pueden ser controlados exitosamente con los bioinsecticidas formulados a base de neem. El éxito de los bioinsecticidas del neem, se debe a los diferentes efectos biológicos que tienen los limonoides sobre los insectos, por ejemplo: se inhibe el crecimiento cuando el insecto está en estado de larva o disminuye el consumo de su alimento. Asimismo, los limonoides provocan malformaciones en las larvas, pupas y en los adultos. Finalmente, éstos compuestos alteran la capacidad de reproducción de los insectos, al reducir su fecundidad y oviposición (figura 2).
            El uso de tecnologías modernas basadas en el cultivo de células vegetales, puede ser una alternativa promisoria para implementar nuevos sistemas de producción de los limonoides producidos por el neem. El desarrollo de estas tecnologías permitiría el crecimiento masivo de células bajo condiciones controladas. De tal forma que la producción de los limonoides, no dependería del establecimiento y competencia de las plantas del neem con otros cultivos destinados a la alimentación. Tomando en cuenta lo anterior, se realizan estudios para el establecimiento de cultivos de células de neem productoras de limonoides, en el Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional en colaboración con profesores de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín y del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Dichos estudios tienen financiamiento de las instituciones participantes, de los Consejos de Ciencia y Tecnología de sus respectivos países y de la Secretaria de Relaciones Exteriores.
El desarrollo de un sistema de cultivo de células vegetales para la producción de limonoides a partir de neem, comprende varias etapas: a) la obtención de callos de neem, b) el establecimiento de cultivos de células de neem en suspensión creciendo en matraces y c) el desarrollo de las células de neem en biorreactores.

         a) El tejido denominado callo, se obtiene a partir del uso de pequeños fragmentos de tejidos de las plantas de neem, que en laboratorio son colocados en medios de cultivo semisólido con apariencia de gelatina y que está compuesto por nutrientes y sustancias que estimulan su crecimiento. El callo de neem es un tejido que se caracteriza por un crecimiento continuo de las células y que no presentan una diferenciación celular, como sucede en los tejidos de la planta (figura 3).
        b) Los cultivos de células de neem en suspensión, se logran colocando los callos en un medio de cultivo líquido, en donde las células se separan y pueden crecer como células individuales o formando agregados celulares. Las células de los cultivos en suspensión crecen más rápido a las de los callos, gracias a que están en agitación y se favorece la disponibilidad de los nutrientes y del oxígeno que es fundamental para cualquier célula viva (figura 4).
        c) Finalmente, los cultivos de células de neem son crecidos en biorreactores, que son recipientes de volúmenes mayores. Con esto se logra que las células de neem tengan un crecimiento abundante con un sistema de agitación y de suministro de aire forzado (figura 5).

Durante las diferentes etapas descritas anteriormente, se detectó por análisis químico que las células de neem producen limonoides, tienen efectos antialimentarios y matan larvas de un insecto plaga. Además de causar malformaciones en los adultos (figura 6).
         Los resultados son alentadores, pues muestran la posibilidad de implementar tecnologías modernas para la producción de bioinsecticidas, pero quedan pendientes varios aspectos biológicos y de ingeniería por conocer, antes de llevar al mercado estos sistemas de producción.

Figura 1. El árbol del neem (Azadirachta indica) y sus semillas. Planta crecida  en el Centro de Desarrollo de Productos Bióticos del Instituto Politécnico Nacional.   Figura 2. Estructura química de algunos limonoides producidos por la plantas del neem con actividad insecticida

Figura 3. Callos de neem.

Figura 4. Cultivos de células de neem en matraces de laboratorio. Las células se separan y pueden crecer en forma individual o formando agregados celulares.

Figura 5. Sistema de cultivo de células de neem en biorreactor de7 litros

Figura 6. Malformaciones en las alas de los insectos  alimentados con cultivos de  células de neem.


Semblanza


Leticia Pavón Reyes realizó estudios de Licenciada en Biología y Maestría en Ciencias en el IPN, actualmente estudia el Doctorado en el CEPROBI. Su trabajo de tesis de maestría consistió en la evaluación de la actividad biológica de los cultivos de Neem sobre un insecto plaga.

 


Semblanza


Fernando Orozco Sánchez es Ingeniero Químico y Maestro en Biotecnología por la Universidad Nacional de Colombia. Obtuvo el Doctorado en Ciencias en el CEPROBI. Es profesor Asociado en la Escuela de Química de la Universidad Nacional de Colombia. Su área de interés es la Producción de Metabolitos Secundarios a partir de cultivos de células vegetales en biorreactores y el aprovechamiento de residuos agroindustriales.

 


Semblanza


Víctor Castrejón Gómez es Biólogo por la UAEM, realizó estudios de Maestría en el Colegio de Posgraduados, Campus Montecillos y el Doctorado en el Colegio de la Frontera Sur. Es profesor de tiempo completo e investigador del CEPROBI-IPN. Su área de interés es la ecología química de insectos y la búsqueda de plantas con efectos insecticidas.

 


Semblanza


Gabriela Sepúlveda Jiménez es Bióloga, realizó estudios de Maestría en Ciencias Químicas y Doctorado en Ciencias Biológicas en la UNAM. Es profesora de tiempo completo e investigadora del CEPROBI-IPN. Su área de interés es la Biotecnología y Bioquímica Vegetal, con énfasis a estudiar la resistencia de las plantas al estrés.

 


Semblanza


Mario Rodríguez Monroy es Biólogo, realizó estudios de Maestría y Doctorado en Biotecnología en el CINVESTAV y en la UNAM, respectivamente. Es investigador Nacional Nivel II, se desempeña como profesor de tiempo completo en el CEPROBI-IPN y participa en los Programas de Posgrado. Su área de estudio la Biotecnología Vegetal y en particular con el cultivo de células vegetales en Biorreactores.