Un equipo de científicos han descubierto un gen que permite duplicar la producción de artemisinina en la planta Artemisia annua. La terapia combinada basada en artemisinina (ACT) es el tratamiento estándar para la malaria en todo el mundo, avalada por la Organización Mundial de la Salud (OMS). El estudio publicado en la revista científica The Plant Journal, representa un importante paso hacia la reducción de los costos de producción de artemisinina.
Desde la antigüedad, la humanidad ha utilizado plantas para tratar enfermedades. Un ejemplo es la planta Artemisia annua, utilizada por más de 2.000 años en la medicina tradicional china para tratar las fiebres intermitentes. Hoy en día, la molécula de artemisinina (el ingrediente activo sintetizado en los pelos microscópicos (tricomas) de esta planta) es el principal componente de los tratamientos de la malaria en todo el mundo. De hecho, el científico chino Youyou Tu fue galardonado en 2015 con el Premio Nobel de Medicina por el descubrimiento de la artemisinina y su aplicación en terapias contra la malaria.
Independientemente de la eficacia de la artemisinina contra la malaria y otras enfermedades causadas por parásitos y a pesar de su potencial antitumoral, su uso enfrenta un problema: el bajo contenido producido por la planta y el alto costo de su síntesis química resultan en un fármaco escaso y costoso.
Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por investigadores del Centro de Investigación en Genómica Agrícola (CRAG) y Sequentia Biotech S.L. ha podido obtener, a través de ingeniería genética, plantas de Artemisia annua genéticamente modificadas que producen el doble de artemisinina.
El trabajo, publicado en The Plant Journal, identifica un gen implicado en la formación de tricomas vegetales y en la síntesis de terpenos, como la artemisinina. «Hemos descubierto que el gen AaMYB1 tiene una doble función: promueve la formación de tricomas en las hojas y la síntesis de artemisinina dentro de los tricomas», explica Soraya Pelaz, investigadora de ICREA en CRAG y autora principal del artículo. «Al manipular este gen, hemos logrado cultivar plantas que contienen mucha más artemisinina que sus homólogos convencionales», añade. Observando que el 90% de los casos de malaria y el 92% de las muertes causadas por esta enfermedad ocurren en el África subsahariana, este hallazgo podría ser un paso importante para reducir los costos de producción de un medicamento tan necesario.
La planta como fábrica
Este estudio es un ejemplo perfecto de transferencia de conocimiento. Luis Matias-Hernández, primer autor del trabajo, comenzó a estudiar la formación de tricomas en la planta modelo Arabidopsis thaliana cuando era investigador postdoctoral en el grupo de CRAG dirigido por Soraya Pelaz. La visión adquirida le hizo pensar que la formación de tricomas podría ser manipulada en plantas con aplicaciones industriales. Durante los dos últimos años, y gracias a un contrato de Torres Quevedo, Luis Matias-Hernández ha estado dirigiendo una línea de investigación dirigida a la obtención de plantas Artemisia que producen grandes cantidades de artemisinina en la spin-out de Sequentia Biotech, desde donde sigue colaborando con el CRAG.
«Uno de los principales objetivos de Sequentia Biotech es producir artemisinina de la misma calidad pero a menor costo, nuestra ambición es reducir el precio de la droga, para que sea accesible a todos en el futuro», subraya Luis Matias- Hernández. «Queremos utilizar Artemisia como una fábrica natural de bajo costo para antimaláricos, y estamos probando diferentes estrategias para hacerlo», añade el investigador.
Más allá de la artemisinina
Colaborando con Peter E Brodelius, investigador de la Universidad de Linnaeus en Suecia, los científicos fueron capaces de identificar el gen AaMYB1 entre el conjunto de genes expresados en los tricomas de Artemisia. En el CRAG, los investigadores diseñaron plantas transgénicas que sobreexpresaron este gen y encontraron que acumulaban mayores dosis de artemisinina que las plantas no modificadas genéticamente.
Pero la investigación fue más allá. Para confirmar el papel del gen AaMYB1 en la formación de tricomas vegetales, los investigadores buscaron genes similares en la planta modelo Arabidopsis thaliana y encontraron el gen AtMYB61. Cuando este gen fue sobreexpresado en la planta modelo, también produjo una mayor cantidad de tricomas en sus hojas, lo que demuestra que estos genes juegan un papel clave en la formación de tricomas en especies evolutivamente distantes. Soraya Pelaz explica que «además de su papel en Artemisia, la identificación de este gen también puede ser útil para otras plantas cuyos tricomas producen sustancias de interés». Luis Matias-Hernández añade que «hay muchas plantas que producen sustancias de interés en sus tricomas, por ejemplo, mentol y timol son terpenos producidos en los tricomas de menta y tomillo, respectivamente».
- Fuente: http://www.cragenomica.es/events/news/transgenic-plants-against-malaria
- Estudio: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13509/abstract;jsessionid=85351FD583D48A61957F90EED86C6B19.f02t01