En 2015, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue otorgado en parte por el descubrimiento de la artemisinina, un compuesto de origen vegetal que ha probado ser un salvavidas en el tratamiento de la malaria. Sin embargo, muchas personas que necesitan el fármaco no son capaces de acceder a él, en parte porque es difícil de cultivar la planta que produce el compuesto. Ahora, una nueva investigación ha demostrado que las plantas de tabaco pueden ser genéticamente modificadas para producir el fármaco a niveles terapéuticos.
«La artemisinina trata la malaria más rápido que cualquier otra droga. Puede limpiar el patógeno de la sangre dentro de 48 horas», dice el autor Shashi Kumar, del Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología de Nueva Delhi, India. «Nuestra investigación se centra en encontrar una manera de hacer este fármaco disponible para más personas.»
La malaria infecta a más de 200 millones de personas cada año, según la Organización Mundial de la Salud, y mata a más de 400.000 personas, la mayoría en África y el Sudeste Asiático. La mayoría de los que viven en zonas donde afecta la malaria, no pueden permitirse el lujo de comprar artemisinina. El alto costo del medicamento es debido al proceso de extracción y en gran parte al hecho de que es difícil de cultivar Artemisia annua (la planta que es la fuente original de la droga) en climas donde la malaria es común, como en la India. Los avances en la biología sintética han hecho posible la producción de la droga en levadura, pero el proceso de fabricación es difícil de ampliar.
Estudios anteriores analizaron producir el compuesto en la planta de tabaco, una planta relativamente fácil de manipular genéticamente y que crece bien en zonas donde la malaria es endémica. Sin embargo, los rendimientos de la artemisinina a partir de esas plantas eran bajos.
En el nuevo estudio, los reportes del equipo de Kumar usaron un enfoque de doble transformación genética para aumentar la producción de artemisinina en las plantas de tabaco. Primero generaron plantas que contenían cloroplastos transgénicos, y luego las mismas plantas fueron manipuladas de nuevo para insertar genes en el genoma nuclear. «Hemos racionalizado la expresión de la ruta de biosíntesis del gen en diferentes compartimentos, permitiéndonos alcanzar el máximo rendimiento de las plantas transgénicas-dobles», dice.
Extractos de las plantas demostraron detener la progresión de crecimiento de las células rojas de la sangre infectadas por patógenos in vitro. También se usaron células enteras de la planta para alimentar a ratones infectados con Plasmodium berghei, uno de los microbios que causan la malaria. El producto vegetal reduce en gran medida el nivel del parásito en la sangre. De hecho, los investigadores encontraron que todo el material vegetal fue más eficaz en atacar al parásito que la artemisinina pura – probablemente debido a la encapsulación dentro de las células de la planta, lo cual protegería el compuesto de la degradación por enzimas digestivas.
Pero Kumar y sus colegas reconocen que convencer a la gente de comer plantas de tabaco es probable algo difícil. Por esa razón, se está colaborando con Henry Daniell, profesor de bioquímica en la Universidad de Pennsylvania y uno de los coautores del estudio, con un plan para modificar genéticamente plantas de lechuga que produzcan la artemisinina. La lechuga que contiene el fármaco puede ser entonces secada por congelación, molida en polvo, y encapsulada para una entrega rentable.
«Las ciencias vegetales y animales se unen cada vez más», dice Kumar. «En un futuro próximo, se verá más fármacos producidos dentro de las plantas a nivel comercial para reducir el costo del medicamento.»