La cepa bacteriana genéticamente modificada puede producir más del compuesto psicoactivo (de los «hongos mágicos») que cualquier otro organismo hasta la fecha.
Los científicos han encontrado una nueva forma de cosechar psilocibina, el compuesto psicodélico que se encuentra típicamente en algunos hongos. Han modificado genéticamente bacterias para producir psilocibina en sus células y expulsarla, en concentraciones por gramo que son más altas que cualquier otro organismo modificado hasta la fecha.
Es, según los investigadores, un paso significativo para demostrar la viabilidad de la producción a escala industrial del medicamento.
[Recomendado: Crean chaqueta de potente seda de araña cultivada en bacterias transgénicas | Bacteria genéticamente modificada que produce seda de araña biosintética]La psilocibina se encuentra en más de 200 especies de hongos, y durante mucho tiempo ha gozado de una reputación por sus propiedades psicodélicas y alucinógenas. Sin embargo, en los últimos años, ha aparecido cada vez más evidencia que las drogas psicodélicas también tienen un gran potencial para tratar afecciones como la depresión resistente al tratamiento.
Pero la producción en masa del compuesto a partir de hongos requeriría mucho tiempo y mucho espacio para cultivar los hongos. Es por esto que un equipo de bioquímicos liderado por Andrew Jones y Alexandra Adams de la Universidad de Miami decidió probar algo más: la ingeniería metabólica (o modificación genética del metabolismo).
Este es un proceso de biosíntesis que se basa en el cambio de células para que produzcan compuestos que no producen naturalmente, o en cantidades que no producen naturalmente; un ejemplo de esto es el bioetanol, que puede usarse como biocombustible.
[Recomendado: Microorganismos y marihuana genéticamente modificada para producción de compuestos medicinales]Una bacteria popular para este propósito es la Escherichia coli, ya que es fácil de diseñar, prolífica, bien entendida y tiene una amplia y versátil gama de herramientas genéticas disponibles para modificar. Entonces, esto es lo que el equipo usó como su anfitrión.
Introdujeron genes productores de psilocibina del psilocybe cubensis (un «hongo mágico» por excelencia) en la bacteria, para ver si eso induciría a los microbios a producir psilocibina. Funcionó, con diferentes niveles de éxito.
«Estamos tomando el ADN del hongo que codifica su capacidad para fabricar este producto y poniéndolo en E. coli», dijo Jones.
[Recomendado: Primer probiótico genéticamente modificado anti-resaca sale a la venta]«Es similar a la forma de hacer cerveza, a través de un proceso de fermentación. Estamos tomando la tecnología que permite escalamiento y la velocidad de producción y la aplicamos a nuestra E. coli productora de psilocibina».
Los investigadores identificaron la cepa bacteriana que produjo la mayor concentración de psilocibina, la mayor confiabilidad y la baja acumulación de productos intermedios.
[Recomendado: Científicos chilenos desarrollarán levadura modificada genéticamente para vinos]Doblando esta cepa, nombrada pPsilo16, trabajaron para optimizar su producción, a través de una serie de experimentos para proporcionar las mejores condiciones de fermentación. Esto proporcionó los mejores medios de base, la mejor temperatura y la mejor mezcla de nutrientes para producir psilocibina.
Finalmente, el equipo pudo escalar su producción en grandes biorreactores, ajustando el proceso para producir finalmente una concentración de 1,16 gramos de psilocibina por litro, la primera demostración de psilocibina en un huésped procariota, y la mayor concentración de psilocibina producida por cualquier organismo recombinante (transgénico) hasta la fecha.
(La concentración de psilocibina en P. cubensis en sí varía, pero está entre 0.37 y 1.3% del peso seco de todo el hongo).
«Lo emocionante es la velocidad a la que pudimos lograr nuestra alta producción», dijo Jones. «En el transcurso de este estudio, mejoramos la producción de solo unos pocos miligramos por litro a más de un gramo por litro, un aumento de casi 500 veces«.
Los ensayos clínicos para la psilocibina como tratamiento para la depresión están actualmente en curso. Mientras tanto, Jones y su equipo están investigando formas de hacer que E. coli sea un huésped aún mejor para los genes de psilocibina.
La investigación ha sido publicada en Metabolic Engineering.