Un equipo de científicos del Reino Unido, Italia, Chile y Cuba utilizaron edición genética con CRISPR para crear plantas de tomate ricas en un precursor de la vitamina D, un enfoque que podría ayudar a subsanar las altas deficiencias de este nutriente. Sin embargo, aún tienen un largo camino hasta llegar al mercado.
Nature / 23 de mayo, 2022.- Las plantas de tomate editadas genéticamente que producen un precursor de la vitamina D podrían proporcionar algún día una fuente libre del uso de animales de este nutriente crucial.
Se calcula que mil millones de personas no tienen suficiente vitamina D, lo cual puede contribuir a una serie de problemas de salud, como trastornos inmunológicos y neurológicos. Las plantas suelen ser malas fuentes de este nutriente, y la mayoría de la gente obtiene su vitamina D a través de productos animales como los huevos, la carne y los lácteos.
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Cuando los tomates editados genéticamente, descritos en la publicación de Nature Plants el 23 de mayo, se exponen a la luz ultravioleta en el laboratorio, parte del precursor, llamado provitamina D3, se convierte en vitamina D3. Pero las plantas aún no se han desarrollado para su uso comercial, y no se sabe cómo les irá cuando se cultiven en el exterior.
Pero es un ejemplo prometedor -e inusual- del uso de la edición de genes para mejorar la calidad nutricional de un cultivo, afirma el biólogo vegetal Johnathan Napier, de Rothamsted Research, en Harpenden (Reino Unido). Para ello fue necesario conocer a fondo la bioquímica del tomate. «Sólo se puede editar lo que se entiende», dice. «Y sólo porque entendemos la bioquímica somos capaces de hacer ese tipo de intervenciones».
Tras el tratamiento con luz UVB para convertir el 7-DHC en vitamina D3, un tomate contenía los niveles de vitamina D equivalentes a los de dos huevos de tamaño medio o 28 g de atún, que son fuentes dietéticas recomendadas de vitamina D. (John Innes Centre)
Cambios selectivos
La edición de genes es una técnica que permite a los investigadores realizar cambios específicos en el genoma de un organismo, y ha sido aclamada como una forma potencial de desarrollar mejores cultivos. Aunque los cultivos modificados genéticamente mediante la inserción de genes en los genomas de las plantas (transgénicos u OGMs) deben pasar a menudo por una amplia revisión por parte de los organismos reguladores gubernamentales, muchos países han facilitado ese proceso para los cultivos mejorados mediante edición genética, siempre que la edición sea relativamente sencilla y cree una mutación que también podría haberse producido de forma natural (sin inserción de genes exógenos).
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Pero hay relativamente pocas formas de utilizar ese tipo de edición genética para aumentar el contenido de nutrientes de un cultivo, dice Napier. Aunque la edición genética puede utilizarse para desactivar genes de forma beneficiosa para los consumidores -por ejemplo, eliminando un compuesto vegetal que podría causar alergias-, es mucho más difícil encontrar situaciones en las que la mutación de un gen conduzca a la producción de un nuevo nutriente. «Para la mejora nutricional real, hay que dar un paso atrás y pensar en la utilidad de esta herramienta», dice Napier.
Aunque algunas plantas producen naturalmente formas de vitamina D, ésta suele convertirse posteriormente en sustancias químicas que regulan el crecimiento de la planta. El bloqueo de la vía de conversión puede causar una acumulación del precursor de la vitamina D, pero también da lugar a plantas atrofiadas. «Es una consideración muy importante si se quiere obtener plantas de alto rendimiento», afirma la bióloga vegetal Cathie Martin, del Instituto John Innes de Norwich (Reino Unido).
Pero las solanáceas también tienen una vía bioquímica paralela que convierte la provitamina D3 en compuestos defensivos. Martin y sus colegas aprovecharon esta circunstancia para diseñar plantas que produjeran provitamina D3: descubrieron que la desactivación de esa vía conducía a una acumulación del precursor de la vitamina D sin interferir en el crecimiento de las plantas en el laboratorio.
Los investigadores tendrán que determinar ahora si el bloqueo de la producción de los compuestos de defensa afecta a la capacidad de los tomates para manejar el estrés ambiental cuando se cultivan fuera del laboratorio, dice Dominique Van Der Straeten, biólogo de plantas de la Universidad de Gante (Bélgica).
Dependiente del clima
Martin y sus colegas planean estudiar esto, y han recibido permiso para cultivar sus tomates editados genéticamente en los campos. El equipo también espera medir el impacto de la exposición a la luz ultravioleta en el exterior sobre la conversión de la provitamina D3 en vitamina D3 en las hojas y los frutos de las plantas. «En el Reino Unido está casi destinado al fracaso», bromea Martin, en referencia al clima notoriamente lluvioso del país. Cuenta que cuando se puso en contacto con un colaborador en Italia para preguntarle si podía llevar a cabo los experimentos en condiciones más soleadas, éste le respondió que tardaría unos dos años en conseguir el permiso reglamentario.
Si los tomates funcionan bien en los estudios de campo, podrían acabar uniéndose a una lista limitada de cultivos mejorados nutricionalmente que están a disposición de los consumidores. Pero el camino hacia el mercado es largo y está plagado de complicaciones relacionadas con la propiedad intelectual, los requisitos normativos y los retos logísticos, advierte Napier. El arroz dorado -una versión modificada del cultivo que produce un precursor de la vitamina A- ha tardado décadas en pasar de la mesa de laboratorio al campo, y sólo se aprobó su cultivo comercial el año pasado, en Filipinas.
El laboratorio de Van Der Straeten está creando plantas modificadas genéticamente que producen mayores niveles de múltiples nutrientes, como el folato, provitamina A y vitamina B2. Pero se apresura a señalar que estos cultivos enriquecidos sólo contribuirían en pequeña medida a solucionar la malnutrición. «Es sólo uno de los enfoques con los que podemos ayudar a la gente», dice. «Obviamente, hará falta una combinación de medidas».