Plantas de tabaco transgenica para luchar contra la malaria

Un nuevo método de biotecnología vegetal podría ayudar a satisfacer la demanda de un fármaco antipalúdico esencial, la artemisinina.

Una nueva técnica de bajo coste para producir grandes cantidades de artemisinina, el principal principio activo del tratamiento más eficaz contra la malaria, podría ayudar a satisfacer la demanda mundial del fármaco, según un estudio reciente.

La artemisinina es producida en pequeñas cantidades por una planta llamada Artemisia annua, también conocida como ajenjo dulce. Investigadores del Instituto Max Planck de Fisiología Vegetal Molecular han descubierto ahora una nueva manera de obtener ácido artemisínico (la molécula de la que se deriva la artemisinina) en grandes cantidades. Su método consiste en transferir la vía metabólica (el conjunto de procesos bioquímicos implicados en la producción del compuesto) de A. annua al tabaco, un cultivo de elevada biomasa.

«La malaria es una enfermedad tropical devastadora que mata a casi medio millón de personas al año», comenta el autor Ralph Bock, director del departamento de biología celular, biotecnología molecular y ecofisiología.

«En el futuro inmediato, la artemisinina será la estrategia más poderosa para hacer frente a la malaria, pero, debido a que se extrae de plantas poco productivas, hoy resulta demasiado cara para que los pacientes de los países más pobres puedan acceder a ella de forma generalizada. La producción de ácido artemisínico en un cultivo como el tabaco, que acumula grandes cantidades de biomasa foliar, podría suponer una fuente sostenible y barata del fármaco, que se volvería así más fácilmente disponible para los que más lo necesitan.»

El equipo ha denominado COSTREL (acrónimo inglés de «supertransformación combinatoria de líneas receptoras transplastómicas») el nuevo método para producir más ácido artemisínico. El primer paso del proceso consistió en transferir los genes del conjunto básico de enzimas que intervienen en la ruta del ácido artemisínico en el genoma del cloroplasto de plantas de tabaco. Generaron así lo que se conoce como plantas transplastómicas.

Los investigadores utilizaron la mejor línea de plantas transplastómicas de tabaco para introducir en su genoma nuclear un conjunto adicional de genes, con lo que obtuvieron las líneas COSTREL. Estos nuevos genes codifican factores que aumentan la síntesis del ácido artemisínico.

«En A. annua, la ruta del ácido artemisínico tiene lugar solo en los pelos glandulares de la planta, lo que da lugar a una baja producción de artemisinina. En cambio, nuestras líneas de tabaco COSTREL lo sintetizan en sus cloroplastos y, por tanto, en la hoja entera», comenta Paulina Fuentes, investigadora posdoctoral y primera autora del trabajo.

«Generamos más de 600 líneas de plantas de tabaco modificadas que albergaban diferentes combinaciones de estos genes adicionales, y analizamos la cantidad de compuestos artemisínicos que producían. Pudimos identificar entonces las líneas que generaban valores sin precedentes de ácido artemisínico en sus hojas, 120 miligramos por kilogramo, que puede convertirse fácilmente en artemisinina a través de reacciones químicas simples.»

Aunque deberán alcanzarse mayores niveles de producción si se desea satisfacer la demanda mundial de artemisinina, el estudio sienta las bases para su obtención de una forma mucho más barata, en comparación con la extracción del compuesto a partir de las plantas medicinales.

También proporciona una nueva herramienta para modificar otras vías complejas, con la posibilidad de aumentar la producción de otras sustancias terapéuticas esenciales.