Investigadores de la Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, en Dinamarca, han desarrollado un método para producir las enzimas P450 –usadas por las plantas para defenderse de depredadores y microbios– en factorías de células bacterianas. Este proceso podrá facilitar la obtención en grandes cantidades de estas enzimas, implicadas en la biosíntesis de principios activos de fármacos anticancerígenos.
P450 es el nombre de un tipo de enzimas especializadas llamadas citocromos. Las plantas las usan para sintetizar compuestos químicos con diversas funciones, pero su misión principal es la defensa contra herbívoros, insectos y microbios.
“Estos potentes compuestos pueden ser utilizados como principios activos en fármacos contra enfermedades como el cáncer y la psoriasis”, explica a Sinc el investigador barcelonés Darío Vázquez-Albacete, autor principal de un estudio que describe un nuevo método para producir estas enzimas en factorías de células bacterianas.
Los resultados del trabajo, desarrollado en la Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability –una fundación dependiente de la Universidad Técnica de Dimamarca– se han publicado en la revista Biotechnology and Bioengineering.
Simulación de la estructura tridimensional de una enzima P450 de planta. / DTU
En opinión de Vázquez-Albacete, “la nueva técnica supone un gran avance, debido a que las enzimas P450 se producen en muy bajas cantidades en las plantas, su extracción resulta muy compleja y a veces hay que utilizar síntesis químicas contaminantes, que utilizan derivados del petróleo. Además, algunas especies vegetales, como el tejo (Taxus baccata) –de donde se obtiene el fármaco anticancerígeno Taxol– están en peligro de extinción", destaca.
Producción en grandes cantidades
“Hemos desarrollado herramientas que permiten utilizar la maquinaría molecular de las plantas, que generan estos compuestos, en bacterias que son capaces de crecer de forma rápida y controlada en fermentadores, lo que nos permite producirlos en altas cantidades”, dice el investigador.
Para ello, los autores transfirieron los genes P450 de las plantas a bacterias E. coli y los modificaron para probar si los microorganismos podrían producir estas enzimas en mayor cantidad que con los métodos actuales.
Según señala el experto, “para que las bacterias puedan expresar las enzimas apropiadamente, la secuencia de ADN correspondiente debe modificarse frecuentemente con el fin facilitar su ‘descodificación’ por el sistema bacteriano”.
En el estudio el equipo desarrolló una caja de herramientas de secuencias de ADN ‘auxiliares’, y así pudo expresar en E. coli alrededor de 50 enzimas P450 de plantas diferentes.
El investigador español Darío Vázquez-Albacete en el laboratorio de producción de proteínas en la Universidad Técnica de Dinamarca. / DTU
Algunas de estas enzimas están implicadas en la síntesis del compuesto natural llamado ingenol, con el que se trata la psoriasis y que actualmente se fabrica mediante técnicas químicas tradicionales. Otras de las P450 se utilizan para producir el anticancerígeno Taxol.
El investigador recalca que las plantas generan una variedad de compuestos interesantes que les protegen del sol, los depredadores, la deshidratación, etc. “Muchos de ellos son sintetizados por los P450, cuya función es hasta ahora muy desconocida, así que el potencial de descubrir nuevas propiedades es enorme".
Aparte del equipo de la Novo Nordisk Foundation, hay varios grupos en el mundo –pocos todavía– siguiendo esta línea de investigación. Algunas firmas farmacéuticas ya han mostrado su interés por la nueva técnica.
Referencia bibliográfica:
Darío Vázquez-Albacete et al. “An expression tag toolbox for microbial production of membrane bound plant cytochromes P450”. Biotechnology and Bioengineering (abril, 2017).
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