Plantas: del campo a la farmacia

Iñaki Beasain Ayerbe y Javier Arrizabalaga Belzunce, alumnos de Biotecnología vegetal, tercer curso de Grado en Biotecnología en Universidad Pública de Navarra. Profesor: Dr. Dr. Jorge Poveda Arias

Plantas: del campo a la farmacia

Las plantas son seres vivos aparentemente simples si las comparamos con los seres humanos. No obstante, solamente ellas son capaces de producir de manera natural una serie de sustancias muy interesantes que se conocen por el nombre de “metabolitos secundarios” o “fitoquímicos”. Estas sustancias les sirven a las plantas para adaptarse a algunas situaciones como el frío, el ataque de una bacteria o un herbívoro, entre otras cosas. Pero realmente, a nosotros, los seres humanos, estas sustancias nos interesan porque tienen un montón de aplicaciones en distintos campos. Existen moléculas vegetales que se usan en perfumes, colorantes, herbicidas e incluso como medicamentos, entre otras muchas aplicaciones. Algunos ejemplos de estas sustancias son: la cafeína, la cocaína, la nicotina, la morfina, etc. En este artículo veremos la importancia que tienen estas sustancias vegetales cuando se utilizan como medicamentos y veremos cómo podemos aumentar su producción gracias a las famosas plantas transgénicas.

Es posible que no te hayas dado cuenta de ello, pero la importancia de algunas sustancias vegetales en el mercado farmacéutico es impresionante: por lo menos uno de cada cuatro fármacos que se producen en países industrializados tienen que ver directa o indirectamente con compuestos vegetales. Además, estas sustancias generan cientos de millones de dólares en el mercado, siendo los países asiáticos como Japón, Corea del Sur y China los más implicados en su obtención.

Algunos ejemplos de compuestos vegetales con aplicaciones en medicina son: la shikonina (primer metabolito comercializado (en 1983), como antiinflamatorio, antipirético, analgésico y contra el VIH), el taxol (en el tratamiento de  diversos tipos de cáncer, entre ellos el de pulmón, ovario y mama), la digoxina (como agente antiarrítmico y otros trastornos del corazón como la fibrilación auricular), la vinca (antitumoral), la ergotamina (frente a la migraña), la pilocarpina (para el glaucoma), la efedrina (indicada en problemas respiratorios), la atropina (en anestesia) y la artemisina (acción más rápida de todos los medicamentos comunes contra la malaria).

Pero no es oro todo lo que reluce, ya que la producción de estos compuestos es complicada y costosa, debido a que las plantas los sintetizan en niveles muy bajos. Por ello, la producción a nivel industrial se realiza en biorreactores enormes que pueden alcanzar volúmenes de varios miles de litros para el cultivo de material vegetal. Además, para solucionar este bajo rendimiento, existen diferentes métodos para incrementar la producción de las sustancias vegetales de interés, y es aquí donde se incluyen las famosas plantas transgénicas. Una planta transgénica no es más que una planta que ha sido alterada genéticamente, de manera que presenta una o varias características que la especie vegetal en cuestión no posee de forma natural. En este caso, lo que se busca es generar plantas transgénicas que tengan una mayor producción del compuesto vegetal que nos interesa para el desarrollo de fármacos.

Hoy en día ya es posible crear plantas transgénicas capaces de producir grandes cantidades de compuestos vegetales de interés, e incluso capaces de producir nuevas sustancias que no se generan de manera natural en la especie vegetal en cuestión. No obstante, aunque el proceso de producción de este tipo de plantas transgénicas ya es bastante complicado de por sí, hay varios factores más a tener en cuenta. Entre estos, nos encontramos con que, en ocasiones, estas plantas transgénicas no se pueden mantener en el tiempo, ya sea porque puedan volver de nuevo al estado de la planta original (no transgénica) o bien porque la descendencia de la planta transgénica no presenta buenas características. Y es que ¿para qué nos sirve producir plantas transgénicas con todo el esfuerzo que esto supone para solo poder utilizarlas en ocasiones muy limitadas?

Este último inconveniente lo podemos explicar con el caso de la ajmalicina. La ajmalicina es un compuesto con actividad reductora de la presión sanguínea. En este caso, aunque existe la posibilidad de producir plantas transgénicas de Catharanthus roseus con capacidad de producción de este compuesto 10 veces superior respecto a la planta natural, se obtienen plantas transgénicas con escasa capacidad de supervivencia, lo cual supone un gran inconveniente.

Otro ejemplo de planta transgénica para la producción de grandes cantidades de compuestos vegetales para fármacos lo encontramos en el caso del resveratrol. El resveratrol es una sustancia producida en las uvas que posee cualidades como antioxidante y antimutagénico. No obstante, se consiguió producir este compuesto en plantas de lechuga transgénicas, modificando genéticamente la planta de lechuga con la característica para generar el resveratrol. Lo que se vio fue que los niveles de producción de resveratrol en la lechuga eran mayores incluso que en la uva.

Por último, si hablamos de métodos para generar plantas transgénicas con el objetivo de aumentar la producción de nuestros compuestos de interés, no podemos olvidarnos de uno de los más relevantes: el llamado “cultivo de raíces en cabellera” o “hairy roots”. Este método ha sido aplicado a más de 100 especies vegetales y consiste en poner en contacto las raíces de la planta de interés con una bacteria (Agrobacterium rhizogenes). De esta forma, las raíces crecen más y a mayor velocidad, lo que se conoce con el nombre de “síndrome de raíces en cabellera”. Se ha demostrado que mediante estas raíces (transgénicas), se puede generar una producción 1000 veces mayor de nuestra molécula de interés que mediante el método convencional.

Aunque pueda parecer que los fármacos son compuestos químicos creados en laboratorios utilizando técnicas muy complejas, muchos de estos medicamentos son producidos por plantas y tienen una relevancia brutal en el mercado. Las plantas producen algunas sustancias de manera espontánea para conferirles ventajas evolutivas que les permiten adaptarse al ambiente, y a nosotros nos interesan por sus aplicaciones en farmacia como analgésicos, antibacterianos, antioxidantes, antivirales, antitumorales, etc. No obstante, es necesario darles un empujoncito para aumentar su producción, y es ahí donde entran en acción las plantas transgénicas. Aunque todavía es necesario seguir estudiándolas para poder perfeccionar los resultados, hoy en día las plantas transgénicas son una herramienta fundamental para la producción de compuestos vegetales de interés a gran escala.

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