Un parámetro del sistema inmunológico de Tenebrio molitor es la actividad de la fenoloxidasa y la melanización, que permite aislar y neutralizar patógenos. Una activación descontrolada del sistema puede dañar al propio organismo. Este delicado equilibrio lo convierte en un modelo ideal para estudios inmunológicos.
Los insectos, al igual que otros seres vivos, cuentan con mecanismos de defensa frente a infecciones y ataques de parásitos. Uno de los sistemas de defensa más importantes es la respuesta inmune innata, que actúa de forma rápida y eficaz para proteger al organismo. En este sentido, la activación del sistema de fenoloxidasa (PO) y el proceso de melanización juegan un papel crucial, muy estudiados en Tenebrio molitor.
Este sistema se inicia cuando el organismo detecta la presencia de microorganismos invasores a través de señales específicas. Una vez reconocido el invasor, se activa una cascada de reacciones que termina en la enzima fenoloxidasa (PO). La PO, a su vez, inicia la formación de melanina, una sustancia oscura que se deposita en la zona de la infección o lesión.
La melanización no solo ayuda a encapsular y neutralizar a los patógenos, sino que también colabora en la reparación de tejidos dañados, permitiendo completar su ciclo de vida. Se trata de un proceso que debe estar estrictamente controlado, ya que las reacciones que se generan para destruir a los invasores pueden ser dañinas para las células propias. Existe un delicado equilibrio entre defensa y daño interno.
Activación y funciones de la melanización
La melanización es una respuesta inmune que se activa en el momento en que el insecto detecta una lesión o una infección. Una vez que el sistema de la fenoloxidasa (PO) se activa, se inicia una serie de reacciones que convierten ciertos compuestos en melanina. En T. molitor, esta activación se produce por una cascada enzimática de tres pasos, siendo un proceso más sencillo y rápido que en otros grupos. Este proceso cumple varias funciones:
- Defensa química: la melanina y los productos intermedios generados tienen propiedades tóxicas para los microorganismos.
- Encapsulamiento: la melanina forma una barrera física que atrapa a los patógenos y evita su propagación.
- Apoya la cicatrización: al depositarse en el sitio de la lesión, la melanina ayuda a sellar y reparar los tejidos dañados.
Una vez activada la PO, se forma un “complejo de defensa” estable que ayuda a depositar melanina en el lugar exacto de la infección. Esta melanización encapsula a los invasores, impidiendo que se propaguen y facilitando su eliminación. Este proceso es clave para la salud de las colonias y evitar la propagación de enfermedades en granjas de cría de T. molitor.
Regulación del proceso
Aunque la melanización es vital para la defensa del organismo, su activación descontrolada puede causar daño a las células propias. Por ello, T. molitor consta de mecanismos de regulación que aseguran que la respuesta se limite únicamente a la zona afectada. Entre estos mecanismos se destacan:
- Inhibidores naturales: proteínas inhibidoras actúan para detener la cascada de reacciones una vez que el patógeno ha sido neutralizado.
- Producción local: la melanización se produce de manera localizada, lo que minimiza el riesgo de que las sustancias tóxicas dañen al resto del organismo.
- Retroalimentación negativa: existen señales que reducen la actividad del sistema PO una vez que se ha alcanzado el objetivo de la respuesta inmune.
Se ha observado que, si la melanización se activa de manera descontrolada, puede dañar órganos importantes (como los encargados de eliminar desechos), producir un oscurecimiento, y acelerar el envejecimiento. En algunos estudios se demostró que al reducir la actividad de la PO se mejora la supervivencia tras una infección, lo que resalta la importancia de mantener el equilibrio en este sistema de defensa.
Interacción con patógenos
Ciertos microorganismos han desarrollado estrategias para evadir o incluso manipular la respuesta de melanización. Estas estrategias pueden incluir:
- Supresión de la activación: algunos patógenos pueden inducir la producción de moléculas inhibidoras que disminuyen la activación de proPO a PO.
- Modificación de la señalización: otros microorganismos alteran la comunicación celular, dificultando que el sistema inmune inicie la melanización.
- Adaptación evolutiva: la interacción entre el organismo y los patógenos ha llevado a un proceso de evolución continua, donde ambos lados desarrollan nuevas tácticas para ganar la batalla.
Mientras que unos perfeccionan sus respuestas inmunitarias, los otros desarrollan estrategias para evadir estas defensas, lo que destaca la complejidad y el dinamismo de las interacciones biológicas.
Reflexión final
En Tenebrio molitor, el proceso de defensa basado en la activación de proPO y la subsecuente formación de melanina es especialmente ventajoso por ser muy rápido y directo. Este mecanismo le permite responder eficazmente a la invasión de patógenos como bacterias y hongos. Sin embargo, su eficacia depende en gran medida de un preciso control, ya que una activación desmedida puede ocasionar daños internos y acelerar el deterioro del organismo. Estas peculiaridades hacen de T. molitor un ejemplo interesante de cómo la naturaleza encuentra un balance entre combatir las infecciones y proteger los propios tejidos del organismo, y lo hacen un modelo ideal para estudios inmunológicos.
En Protiberia apoyamos el avance en I+D para ofrecer colonias sanas y de gran calidad, poniendo en valor la insecticultura, a la vez que complementamos y creamos sinergias con otras ganaderías, presentándolo asimismo como una opción más para alimentación humana.
Referencias
Janssen, R. H., Lakemond, C. M. M., Fogliano, V., Renzone, G., Scaloni, A., & Vincken, J.-P. (2017). Involvement of phenoloxidase in browning during grinding of Tenebrio molitor larvae. PLOS ONE, 12(12), e0189685. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0189685
Janssen, R. H., Vincken, J.-P., Arts, N. J. G., Fogliano, V., & Lakemond, C. M. M. (2019). Effect of endogenous phenoloxidase on protein solubility and digestibility after processing of Tenebrio molitor, Alphitobius diaperinus and Hermetia illucens. Food Research International, 121, 684-690. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.12.038
Vigneron, A., Jehan, C., Rigaud, T., & Moret, Y. (2019). Immune Defenses of a Beneficial Pest: The Mealworm Beetle, Tenebrio molitor. Frontiers in Physiology, 10. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00138
Zdybicka-Barabas, A., Stączek, S., Kunat-Budzyńska, M., & Cytryńska, M. (2025). Innate Immunity in Insects: The Lights and Shadows of Phenoloxidase System Activation. International Journal of Molecular Sciences, 26(3), 1320. https://doi.org/10.3390/ijms26031320
