Aptámeros de oligonucleótidos y nanotecnología: una nueva generación de biofungicidas para el control del oídio en cucurbitáceas

El proyecto AptaNanoPx propone una estrategia innovadora para el control del oídio en cucurbitáceas, causado por Podosphaera xanthii, mediante el desarrollo de biofungicidas basados en aptámeros de ADN y nanotecnología. Esta enfermedad representa una amenaza importante para cultivos como el melón, calabacín, pepino o sandía siendo su manejo muy dependiente de fungicidas químicos, cuya eficacia se ve comprometida por el desarrollo de resistencias y las crecientes restricciones regulatorias. En el proyecto previo PID2022-136240OB-C21, el equipo desarrolló los primeros aptámeros antifúngicos específicos contra P. xanthii, dirigidos a dos proteínas clave del patógeno: CDA, implicada en la evasión inmune, y ECM33, esencial para la integridad de la pared celular fúngica. Estos aptámeros (CDA#4R y ECM33#8F) mostraron alta eficacia en ensayos de laboratorio, comparables al fungicida fluopyram, sin causar toxicidad en plantas. El presente proyecto busca avanzar desde un nivel de madurez tecnológica TRL 4 hasta TRL 6-7 mediante un plan experimental robusto dividido en cinco grandes objetivos técnicos: 1. Optimización química y funcional de los aptámeros: se mejorarán las secuencias para aumentar su afinidad, estabilidad y movilidad en planta. Se realizarán simulaciones estructurales (UNAFold, QGRS Mapper), ensayos de unión proteína-aptámero (ELONA, SPR), bioensayos en planta (concentraciones crecientes), cuantificación de biomasa fúngica por qPCR, análisis de transcriptómica (RNA-seq) para descartar efectos secundarios en melón, y pruebas de movilidad sistémica mediante aptámeros fluorescentes y qPCR. 2. Producción a gran escala de aptámeros: se clonarán en vectores fagemídicos y producirán en bacterias E. coli mediante un sistema libre de fagos. Se aplicarán técnicas de purificación por digestión enzimática, PCR específica o electroforesis para aislar los aptámeros funcionales con alta pureza. 3. Nanoencapsulación con puntos de carbono (CDs) y nanopartículas de quitosano (CHNPs): se sintetizarán y caracterizarán las nanopartículas (tamaño, morfología, carga, estabilidad) y se evaluará la formación eficiente de complejos aptámero-nanopartícula. Estas formulaciones se probarán en plantas para evaluar eficacia, persistencia y toxicidad. 4. Ensayos en invernadero en condiciones semi-controladas: se realizarán dos campañas (primavera y otoño) con hasta 50 plantas por tratamiento. Se aplicarán las formulaciones por vía foliar y se evaluarán semanalmente la severidad y la incidencia de la enfermedad, cuantificadas con software de imagen. 5. Protección intelectual y diseminación de resultados: si se confirman los resultados, se presentarán dos solicitudes de patente y al menos tres publicaciones científicas en revistas de alto impacto. También se elaborará una revisión sobre el uso de aptámeros y nanotecnología en protección vegetal. Además, el proyecto contempla riesgos y planes de contingencia específicos, así como una estructura organizativa interdisciplinar con expertos en biología molecular, fitopatología, nanotecnología y transferencia tecnológica. Con esta estrategia, AptaNanoPx se posiciona como una solución altamente específica, ecológica y escalable, alineada con las políticas europeas de sostenibilidad agrícola (Pacto Verde, De la Granja a la Mesa) y con potencial de transferencia a la industria agroquímica.