Científicos del John Innes Centre (Reino Unido) están aprovechando la capacidad natural de las plantas para transformar la luz solar en compuestos farmacéuticos, creando una alternativa sostenible y renovable a los procesos químicos tradicionales. Esta innovadora línea de investigación abre el camino hacia “biofábricas verdes” capaces de producir medicamentos y coadyuvantes (como los extraídos del Quillay chileno) directamente a partir de la fotosíntesis.
Las plantas son ingenieros químicos consumados que utilizan la energía solar y el dióxido de carbono del aire para generar una asombrosa variedad de productos naturales complejos, de maneras que no se pueden replicar sintéticamente en el laboratorio. El verdadero potencial de esta capacidad extraordinaria apenas ahora comienza a comprenderse plenamente gracias a los avances en la recopilación de datos genómicos, la inteligencia artificial y la biotecnología.
Investigadores del grupo de la profesora Anne Osbourn FRS en el Centro John Innes (Reino Unido) han utilizado estos enfoques en un nuevo estudio que vislumbra el futuro del descubrimiento rápido de fármacos y productos naturales.
En una investigación publicada en Nature Chemical Biology, analizaron los triterpenos, que desempeñan funciones importantes en las plantas: las defienden de plagas y patógenos, modulan el microbioma de la raíz e influyen en la calidad de los cultivos.
Los triterpenos constituyen el grupo más numeroso y estructuralmente complejo de productos naturales de las plantas y son una rica fuente de moléculas bioactivas con un considerable interés médico y comercial.
Entre los ejemplos se incluyen el adyuvante de vacunas QS-21, producido por la Quillaja saponaria chilena; la escina, un compuesto antiinflamatorio del castaño de Indias; y los insecticidas beneficiosos para las abejas producidos por el árbol de neem.
Todos los triterpenos parten de la misma molécula química inicial y se diversifican gracias a la acción de enzimas llamadas oxidosqualeno ciclasas (OSC), que dan forma y pliegan la molécula original en un proceso similar al origami químico.
En este estudio, el grupo de Osbourn se propuso rastrear estas enzimas, de las cuales solo una pequeña fracción se ha estudiado en acción.
Examinaron sistemáticamente las secuencias genómicas de 599 plantas, que representan casi 400 especies (disponibles como registros electrónicos), en busca de genes que codifican OSC.
De las 1400 secuencias de genes OSC inicialmente localizadas e identificadas, seleccionaron 20 para su validación funcional.
Al analizar los productos de estos genes y enzimas, el equipo:
- Descubrió compuestos químicos completamente nuevos que podrían utilizarse como candidatos a fármacos.
- Reunió estructuras de triterpenos «huérfanas» (aquellas cuya existencia se conocía, pero de las que se desconocían los ejemplos de OSC que las producían) con su OSC parental.
- Encontró compuestos químicos que aportan información valiosa sobre la evolución de las OSC.
El Dr. Michael Stephenson, coautor principal del estudio, nuevo jefe de grupo en la Universidad de East Anglia e investigador visitante en el Centro John Innes, declaró: «Nos sorprendió la cantidad de hallazgos diferentes que se generaron a partir de una pequeña muestra de los genes analizados. Casi todos los genes probados arrojaron resultados interesantes, muchos de los cuales abrieron posibles vías para futuras investigaciones.
Lo más interesante es que este proyecto ha descubierto nuevos compuestos químicos sin necesidad de obtener ni manipular material vegetal de las especies que los producen en estado silvestre».
El estudio ofrece un claro ejemplo del uso de métodos computacionales para explorar la «materia oscura» de los genomas vegetales, acelerando el proceso de descubrimiento de genes antes de utilizar la biología molecular y los sistemas de expresión transitoria para producir compuestos químicos útiles a gran escala para la medicina y un amplio abanico de aplicaciones comerciales.
La autora correspondiente, la profesora Anne Osbourn FRS, afirmó: «Actualmente contamos con las secuencias genómicas de unas 1800 especies de plantas, pero esta cifra crece exponencialmente. Se conocen aproximadamente 450 000 especies de plantas, todas las cuales probablemente produzcan compuestos químicos útiles e interesantes». Esto es solo la punta del iceberg de lo que es posible.
Uno de los próximos pasos de esta investigación es colaborar con socios industriales para explorar el potencial de los compuestos químicos descubiertos como compuestos líderes o bloques de construcción para el descubrimiento de fármacos. El grupo de Osbourn también está utilizando esta metodología para buscar más OSC y así ampliar el abanico de enzimas que se investigan.
Este trabajo también proporciona acceso práctico a estructuras muy complejas cuya producción mediante síntesis química resulta inviable.
«Estamos aprovechando el poder de las plantas para crear fármacos a partir de la luz solar y el aire», concluye el Dr. Stephenson.
El estudio a gran escala de diversos genomas vegetales revela la diversidad oculta de la función de la oxidosqualeno ciclasa, según se publica en Nature Chemical Biology.
Publicado: 11 de noviembre de 2025
Fuente: Chile Bio
