José María Seguí Simarro - Biotecnología en el menú

Los cloroplastos son unas pequeñas «máquinas» presentes en las hojas y que se encargan de la fotosíntesis. Son las centrales energéticas de las plantas. Pero además tienen la particularidad de que solo se heredan por vía materna. Es decir, un «padre» nunca transmitirá sus cloroplastos a sus hijos. ¿Por qué? Porque al polen, el vehículo de la transmisión sexual en vegetales, nunca pasan los cloroplastos. De este modo, nos aseguramos de que no se nos «escapen» transgenes de una planta transgénica a otra no transgénica mediante el polen.

Cloroplasto de tabaco transgénico. Imagen de microscopía electrónica de transmisión que muestra un cloroplasto de tabaco transformado para expresar seroalbúmina humana. Esta proteína se acumula específicamente en el cloroplasto, donde queda confinada en forma de grandes gránulos proteicos, teñidos de negro en la imagen. Imagen del autor.

Como biofactoría, la planta más utilizada es el tabaco ( Nicotiana tabacum ) o alguna de sus especies relacionadas, como Nicotiana benthamina , por la gran facilidad con la que este género responde a la transformación genética y la regeneración in vitro de las plantas una vez transformadas. En estas especies se ha ensayado la producción de muchas biomoléculas con actividad terapéutica. 22 Por ejemplo, anticuerpos terapéuticos o de diagnóstico clínico contra la caries dental (producida por la bacteria Streptococcus mutans ), o para tratamientos contra el cáncer de colon o linfomas de células B. Se han desarrollado también vacunas contra las cepas patógenas humanas de la bacteria intestinal Escherichia coli , el virus de la hepatitis B, el virus de Norwalk (que provoca una enfermedad gastrointestinal), el citomegalovirus humano, el coronavirus transmisible de la gastroenteritis porcina, o el virus de papiloma humano, 23 que provoca el cáncer de cuello de útero. Además de en tabaco, se han desarrollado también vacunas, anticuerpos y otros remedios en muchas otras especies, la mayoría comestibles, como la patata, el tomate, la lechuga, la alfalfa o la soja. También se han desarrollado bananas, lechugas, mangos o papayas transgénicos capaces de producir vacunas frente a enfermedades como el tétanos, la malaria o la cisticercosis, entre otras muchas (véase nota 22). Se pueden también fabricar hormonas humanas en plantas, como la insulina producida por Carthamus tinctorius (cártamo o alazor), 24 con una calidad comparable a la humana y un rendimiento del 1,2% respecto al total de proteínas de la semilla. Otras hormonas, como la del crecimiento humano, también se han desarrollado en tabaco. Y además de hormonas, una gran cantidad de sustancias de interés farmacéutico o terapéutico como el colágeno para cosmética, el interferón-β para tratar la hepatitis B y C, la eritropoyetina para tratar la anemia, hemoglobinas α y β o seroalbúminas (véase nota 22).

Fuera del ámbito de la salud, se pueden utilizar las plantas también como biofactorías de productos de interés industrial. De entre ellos destaca el plástico. Además de producirse en bacterias desde hace ya años, recientemente es posible producir polihidroxibutirato (PHB) en plantas, transformándolas con los genes que permiten su síntesis en las bacterias. Este plástico biodegradable fue producido por primera vez en plantas transformando Arabidopsis thaliana . 25 Más adelante se consiguió en colza ( Brassica napus ), 26 alfalfa, 27 tabaco, algodón, palma y lino. 28 Otra aplicación con un gran interés industrial es la producción de almidón para fabricar papel. En marzo del 2010, la Comisión Europea aprobó el cultivo de la primera patata transgénica en Europa, denominada Amflora . 29 Esta patata, destinada para uso exclusivamente industrial, produce almidón sin amilosa, solo con amilopectina. Dado que la amilosa resulta un estorbo en el proceso de purificación de la amilopectina con la que se elabora el almidón, esta patata ahorra todos los costes de purificación, además de dar lugar a un papel de mejor calidad. Podríamos también mencionar aquí el uso de plantas transgénicas como biosensores para detectar productos contaminantes o incluso minas antipersona 30 al cambiar de color cuando crecen sobre las minas enterradas, o para producir biocombustibles con un rendimiento mayor que el de las variantes convencionales, no transformadas. Por ejemplo, en el 2011 se desarrollaron álamos capaces de producir el doble de bioetanol que los convencionales. 31 Estos ejemplos, entre otros, aprovechan también las ventajas antes mencionadas del uso de plantas como biofactorías frente a otros organismos que requieren equipamientos complejos y costosos. Además, este tipo de plantas tienen una aceptación social superior a la de aquellas destinadas a uso alimentario. Todo esto hace que la tendencia actual apunte hacia la utilización cada vez mayor de las plantas para la fabricación de materias primas de uso industrial.

Biosensores que detectan minas antipersona. De los cuatro cuadrantes, el marcado como «1» está expuesto a NO 2y las plantas se tornan rojas. Imagen de Steve Jurvetson bajo licencia Creative Commons Attribution 2.0 Generic.

Todas las aplicaciones que hemos visto a lo largo de esta sección han permitido un enorme avance –aunque no siempre positivo– en la percepción que se tiene de las plantas desde un punto de vista biotecnológico. Reduciendo esta frase a una de sus aplicaciones más claras y ejemplificadoras, podríamos decir que han permitido el desarrollo de nuevas plantas genéticamente transformadas para expresar rasgos, propiedades o características de interés para el ser humano y/o la sociedad, y que hasta ahora había sido imposible conseguir mediante métodos clásicos de mejora vegetal. Quizá lo más fascinante de esta tecnología sea su potencial virtualmente ilimitado para transferir cualquier gen de cualquier especie a cualquier otra especie.

De todas estas aplicaciones potenciales, apenas unas pocas de ellas están autorizadas en la Unión Europea. Hasta 1998, ninguna. En 1998 se autorizó el primer cultivo de transgénicos, en concreto un maíz de tipo Bt. Desde esta fecha se han ido añadiendo variedades a la lista europea de maíz Bt autorizado. 32 El maíz Bt es un maíz resistente a un insecto conocido como taladro del maíz . El taladro, en su estado adulto, es una mariposa, pero antes de la metamorfosis, en su estado larvario, es una oruga que se alimenta de las plantas de maíz taladrando sus tallos, hojas y mazorcas. Una vez hecho el agujero, penetra por él y vacía los tallos a su paso, lo cual acaba por matar a la planta. Es fácil imaginar que esta plaga supone cuantiosas pérdidas para el agricultor.

Larva del taladro europeo del maíz ( Ostrinia nubilalis ). La oruga va alimentándose de los tejidos internos del tallo y provoca largas galerías que matan a la planta. Imagen de la Clemson University-USDA Cooperative Extension Slide Series, Bugwood.org, bajo licencia Creative Commons Attribution 3.0 US.

El maíz Bt recibe este nombre porque el transgen que le confiere la resistencia procede de una bacteria denominada Bacillus thuringiensis . Este transgen hace que, al igual que la bacteria, el maíz pueda sintetizar la correspondiente proteína. Esta proteína es una potente toxina (la toxina Bt ) específica contra las orugas del taladro y acaba con ellas al poco de que empiecen a taladrar. Su mecanismo de acción es altamente específico, siendo inocua para el resto de fauna, y por supuesto para el maíz que la fabrica y para los humanos y animales que consumimos sus mazorcas. De este modo, el maíz Bt se hace resistente a la plaga del taladro y además se hace más seguro para su consumo, puesto que las galerías y los orificios creados por el taladro son vías de entrada para diversos hongos patógenos del maíz que producen toxinas que se acumulan en el grano y que, si son ingeridas por humanos, pueden ocasionar desde cirrosis hasta hemorragias o cáncer hepático.