Uso alterno de cultivos hortofrutícolas como biofábricas de compuestos nutracéuticos
A través de los hallazgos generados se han definido las bases para la constitución de una empresa basada en el conocimiento biotecnológico avanzado que permite usos alternos y agregar valor a tejidos vegetales que no cumplen con estándares de calidad para consumo humano. El uso principal que se le dan a dichos tejidos es como biofábricas de compuestos de alto valor comercial. A continuación se mencionan los compuestos que se han logrado producir mediante la aplicación de la tecnología en distintos tejidos vegetales y sus aplicaciones probadas:
- Glucosinolatos en brócoli: Potentes compuestos anticancerígenos.
- Ácidos clorogénicos en patata y zanahoria: Empleados en la prevención de obesidad, diabetes y en el tratamiento del VIH/SIDA.
- Ácido shikímico en zanahoria: Empleado en la producción de Tamiflu (medicamento contra la influenza).
- Antocianinas en lechugas: Potentes antioxidantes con múltiples aplicaciones.
Problema y retos que se están abordando
La ingeniería genética y metabólica son las estrategias más utilizadas para generar cultivos sobreproductores de compuestos con aplicaciones nutracéuticas y farmacéuticas. Sin embargo, el cultivo de líneas transgénicas a gran escala está muy limitado y cuestionado debido al potencial riesgo de generar un desequilibrio ecológico. Las plantas sometidas a condiciones extremas de estrés abiótico poscosecha (estrés de corte, hiperoxia, luz UV y fitohormonas, entre otros) responden al estrés acumulando una alta concentración de compuestos con alto valor nutracéutico y farmacéutico. Dicha estrategia puede ser explotada como una alternativa a la ingeniería genética para la sobreproducción de compuestos bioactivos. En la Figura 1 se muestra una comparación entre la forma tradicional de sobreproducir compuestos bioactivos (ingeniería genética) en plantas y la tecnología alterna desarrollada en el proyecto aquí descrito (estreses abióticos poscosecha).
En resumen, mediante la aplicación de estreses abióticos poscosecha en cultivos hortofrutícolas se logra:
- Reemplazar a la ingeniería genética en la producción de moléculas bioactivas en plantas.
- Dar un uso alterno a frutas y vegetales que no cumplan con estándares de calidad para consumo humano.
- Producir compuestos en cuestión de horas, comparado con la ingeniería genética en donde es necesario esperar al desarrollo y crecimiento de las plantas por tiempos muy prolongados.
Impacto social
Los compuestos acumulados en plantas como respuesta a la aplicación de estreses abióticos, son compuestos antioxidantes que pueden ser empleados en la prevención de diversas enfermedades crónico-degenerativas (cáncer y enfermedades cardiovasculares), las cuales constituyen la principal causa de muerte en el mundo. Asimismo, mediante la aplicación de estreses abióticos es posible activar rutas del metabolismo primario de las plantas, en donde se producen compuestos con aplicaciones en la industria farmacéutica. Un ejemplo de dichos compuestos es el ácido shikímico, el cual cuenta con un alto valor farmacéutico, ya que se emplea como materia prima para la producción de Oseltamivir (Tamiflu); primera línea de defensa en el tratamiento contra la influenza. Las fuentes naturales ricas en ácido shikímico son muy escasas e insuficientes para poder suplementar la demanda de Tamiflu. Por lo tanto, ante la escasez de fuentes naturales de ácido shikímico y al constante riesgo de una pandemia de influenza, resulta sumamente relevante encontrar sistemas alternos para la obtención de dicho compuesto.
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