Читать книгу Biotecnología en el menú - José María Seguí Simarro - Страница 14

Una tercera utilidad de la transformación genética en plantas es hacer que produzcan compuestos de interés en el ámbito farmacéutico, biosanitario o industrial que sin la transformación jamás producirían. Es decir, que la planta actúe como una factoría de compuestos de valor añadido, una biofactoría. Hay una serie de sustancias, por ejemplo medicamentos o vacunas, que tradicionalmente se vienen produciendo mediante síntesis química o en animales. Sin embargo, la opción de que las fabriquen las plantas supone una serie de ventajas que las hacen competitivas como biofactorías frente a otros sistemas. La primera ventaja es económica. Es más barato cultivar una planta que, por ejemplo, montar un laboratorio de química orgánica o un sistema de fermentación bacteriana en un biorreactor de acero inoxidable y en condiciones de esterilidad. Otra ventaja es que la tecnología de recogida del producto ya está disponible desde hace siglos. Se conoce perfectamente cómo cosechar y procesar plantas y sus productos a escala industrial. Además, se puede producir el compuesto en plantas a escala industrial y en los casos en los que la planta biofactoría sea una especie comestible y que el producto que sintetice no necesite estar sujeto a dosificación, podría eliminarse la necesidad de purificar el compuesto de interés y consumir directamente la planta que lo contiene. Por último, los productos sintetizados, los genes que se introducen o ambos, se pueden dirigir a determinados compartimientos intracelulares o a determinadas células en concreto, de manera que tanto unos como otros queden confinados allí. Esto es muy interesante a la hora de purificar el producto, pues tan solo es necesario recoger los orgánulos o las células en cuestión, facilitando el proceso. Pero sobre todo, es interesante por la seguridad que proporciona. Muchas de estas aplicaciones se basan en transformar únicamente los cloroplastos de las hojas de estas plantas.

Los cloroplastos son unas pequeñas «máquinas» presentes en las hojas y que se encargan de la fotosíntesis. Son las centrales energéticas de las plantas. Pero además tienen la particularidad de que solo se heredan por vía materna. Es decir, un «padre» nunca transmitirá sus cloroplastos a sus hijos. ¿Por qué? Porque al polen, el vehículo de la transmisión sexual en vegetales, nunca pasan los cloroplastos. De este modo, nos aseguramos de que no se nos «escapen» transgenes de una planta transgénica a otra no transgénica mediante el polen.

Cloroplasto de tabaco transgénico. Imagen de microscopía electrónica de transmisión que muestra un cloroplasto de tabaco transformado para expresar seroalbúmina humana. Esta proteína se acumula específicamente en el cloroplasto, donde queda confinada en forma de grandes gránulos proteicos, teñidos de negro en la imagen. Imagen del autor.

Como biofactoría, la planta más utilizada es el tabaco (Nicotiana tabacum) o alguna de sus especies relacionadas, como Nicotiana benthamina, por la gran facilidad con la que este género responde a la transformación genética y la regeneración in vitro de las plantas una vez transformadas. En estas especies se ha ensayado la producción de muchas biomoléculas con actividad terapéutica.²² Por ejemplo, anticuerpos terapéuticos o de diagnóstico clínico contra la caries dental (producida por la bacteria Streptococcus mutans), o para tratamientos contra el cáncer de colon o linfomas de células B. Se han desarrollado también vacunas contra las cepas patógenas humanas de la bacteria intestinal Escherichia coli, el virus de la hepatitis B, el virus de Norwalk (que provoca una enfermedad gastrointestinal), el citomegalovirus humano, el coronavirus transmisible de la gastroenteritis porcina, o el virus de papiloma humano,²³ que provoca el cáncer de cuello de útero. Además de en tabaco, se han desarrollado también vacunas, anticuerpos y otros remedios en muchas otras especies, la mayoría comestibles, como la patata, el tomate, la lechuga, la alfalfa o la soja. También se han desarrollado bananas, lechugas, mangos o papayas transgénicos capaces de producir vacunas frente a enfermedades como el tétanos, la malaria o la cisticercosis, entre otras muchas (véase nota 22). Se pueden también fabricar hormonas humanas en plantas, como la insulina producida por Carthamus tinctorius (cártamo o alazor),²⁴ con una calidad comparable a la humana y un rendimiento del 1,2% respecto al total de proteínas de la semilla. Otras hormonas, como la del crecimiento humano, también se han desarrollado en tabaco. Y además de hormonas, una gran cantidad de sustancias de interés farmacéutico o terapéutico como el colágeno para cosmética, el interferón-β para tratar la hepatitis B y C, la eritropoyetina para tratar la anemia, hemoglobinas α y β o seroalbúminas (véase nota 22).

Fuera del ámbito de la salud, se pueden utilizar las plantas también como biofactorías de productos de interés industrial. De entre ellos destaca el plástico. Además de producirse en bacterias desde hace ya años, recientemente es posible producir polihidroxibutirato (PHB) en plantas, transformándolas con los genes que permiten su síntesis en las bacterias. Este plástico biodegradable fue producido por primera vez en plantas transformando Arabidopsis thaliana.²⁵ Más adelante se consiguió en colza (Brassica napus),²⁶ alfalfa,²⁷ tabaco, algodón, palma y lino.²⁸ Otra aplicación con un gran interés industrial es la producción de almidón para fabricar papel. En marzo del 2010, la Comisión Europea aprobó el cultivo de la primera patata transgénica en Europa, denominada Amflora.²⁹ Esta patata, destinada para uso exclusivamente industrial, produce almidón sin amilosa, solo con amilopectina. Dado que la amilosa resulta un estorbo en el proceso de purificación de la amilopectina con la que se elabora el almidón, esta patata ahorra todos los costes de purificación, además de dar lugar a un papel de mejor calidad. Podríamos también mencionar aquí el uso de plantas transgénicas como biosensores para detectar productos contaminantes o incluso minas antipersona³⁰ al cambiar de color cuando crecen sobre las minas enterradas, o para producir biocombustibles con un rendimiento mayor que el de las variantes convencionales, no transformadas. Por ejemplo, en el 2011 se desarrollaron álamos capaces de producir el doble de bioetanol que los convencionales.³¹ Estos ejemplos, entre otros, aprovechan también las ventajas antes mencionadas del uso de plantas como biofactorías frente a otros organismos que requieren equipamientos complejos y costosos. Además, este tipo de plantas tienen una aceptación social superior a la de aquellas destinadas a uso alimentario. Todo esto hace que la tendencia actual apunte hacia la utilización cada vez mayor de las plantas para la fabricación de materias primas de uso industrial.

Biosensores que detectan minas antipersona. De los cuatro cuadrantes, el marcado como «1» está expuesto a NO₂ y las plantas se tornan rojas. Imagen de Steve Jurvetson bajo licencia Creative Commons Attribution 2.0 Generic.