El tomillo y el orégano poseen un compuesto anticancerígeno que suprime el desarrollo de los tumores, pero no basta con añadirlo a la salsa de tomate para obtener un beneficio significativo. La clave para aprovechar el poder de estas plantas está en amplificar la cantidad del compuesto creado o sintetizar el compuesto para el desarrollo de fármacos, según nuevo estudio publicado en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.
Los investigadores de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, han logrado el primer paso hacia el uso del compuesto en productos farmacéuticos al trazar su ruta biosintética, una especie de receta molecular de los ingredientes y pasos necesarios.
«Estas plantas contienen compuestos importantes, pero la cantidad es muy baja y la extracción no será suficiente –explica Natalia Dudareva, profesora distinguida de Bioquímica en la Facultad de Agricultura de Purdue, que codirigió el proyecto–. Al comprender cómo se forman estos compuestos, abrimos una vía para diseñar plantas con mayores niveles de ellos o para sintetizar los compuestos en microorganismos para su uso médico».
«Es un momento increíble para la ciencia de las plantas –resalta–. Disponemos de herramientas más rápidas, más baratas y que proporcionan mucha más información. Es como mirar dentro de la célula; es casi increíble».
El timol, el carvacrol y la timohidroquinona son compuestos aromáticos del tomillo, el orégano y otras plantas de la familia Lamiaceae. También tienen propiedades antibacterianas, antiinflamatorias y antioxidantes, entre otras, beneficiosas para la salud humana. La timohidroquinona ha demostrado tener propiedades anticancerígenas y es especialmente interesante, explica Dudareva, que también es directora del Centro de Biología Vegetal de Purdue.
En colaboración con científicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (Alemania) y de la Universidad Estatal de Michigan, el equipo descubrió toda la vía biosintética de la timohidroquinona, incluida la formación de sus precursores timol y carvacrol, y los compuestos intermedios de corta duración que se encuentran en el camino.
Los hallazgos alteran las opiniones anteriores sobre la formación de esta clase de compuestos, llamados monoterpenos fenólicos o aromáticos, para los que sólo se han descubierto unas pocas vías biosintéticas en otras plantas, señala.
«Estos hallazgos proporcionan nuevos objetivos para la ingeniería de compuestos de alto valor en las plantas y otros organismos –resalta Pan Liao, co-primer autor del artículo e investigador postdoctoral en el laboratorio de Dudareva–. No sólo muchas plantas tienen propiedades medicinales, sino que los compuestos que contienen se utilizan como aditivos alimentarios y para perfumes, cosméticos y otros productos».
Ahora que se conoce esta vía, los científicos de plantas podrían desarrollar cultivares que produzcan mucha más cantidad de los compuestos beneficiosos o podría incorporarse a microorganismos, como la levadura, para su producción. Este último método implica un proceso de fermentación para obtener los valiosos compuestos, como ocurre con muchos productos de origen vegetal, añade.
El proceso de fermentación es tan importante para la producción de alimentos y bebidas, productos farmacéuticos y biocombustibles, que Purdue ofrece ahora una especialización en ciencias de la fermentación.
Mediante la secuenciación del ARN y el análisis de correlación, el equipo examinó más de 80.000 genes de muestras de tejido vegetal e identificó los genes necesarios para la producción de timohidroquinona. A partir de lo que se sabía sobre la estructura del compuesto y mediante el perfil de metabolitos y las pruebas bioquímicas, el equipo identificó la vía biosintética.
«El intermediario formado en la vía no era lo que se había predicho –apunta Liao–. Descubrimos que la columna vertebral aromática tanto del timol como del carvacrol se forma a partir del gamma-terpineno mediante una monooxigenasa P450 en combinación con una deshidrogenasa a través de dos intermedios inestables, pero no del p-cimeno, como se había propuesto».
En la actualidad se están descubriendo más vías gracias a la posibilidad de utilizar la secuenciación del ARN para realizar análisis de alto rendimiento de la expresión génica, añade Dudareva.
Los resultados de esta investigación también serán útiles para la investigación en bioquímica y ciencias vegetales de otras especies de plantas. «Nosotros, como científicos, siempre estamos comparando vías en diferentes sistemas y plantas –señala Dudareva–. Siempre estamos en busca de nuevas posibilidades. Cuanto más aprendemos, más capaces somos de reconocer las similitudes y diferencias que podrían ser clave para el próximo avance».
