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¿Escasez de medicamentos antineoplásicos? La solución radica en la levadura de cerveza

Un grupo de investigadores ha descubierto un modo de sintetizar la vinblastina, un medicamento antineoplásico esencial, lo cual ayudaría a aumentar la disponibilidad de este fármaco de origen vegetal difícil de producir.

Salud

A pesar de figurar en la lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud, el medicamento antineoplásico llamado «vinblastina» es muy difícil de obtener a partir de su fuente natural, una planta conocida como «dominica». Asimismo, ha resultado imposible replicarlo para la producción en masa a través de la química sintética. Un equipo internacional de investigadores, gracias a la biología sintética, ha logrado modificar un tipo de levadura —el mismo que se ha utilizado durante siglos para fabricar cerveza y pan— a fin de aumentar el suministro de este importante medicamento antineoplásico. Se ha publicado un estudio que describe el proceso en la revista «Nature». «La plataforma basada en levadura que hemos desarrollado permitirá una producción asequible y respetuosa con el medio ambiente de la vinblastina y de las más de tres mil moléculas que conforman esta familia de productos naturales», explica el doctor Jay Keasling, autor principal del estudio, de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU, por sus siglas en danés) en un artículo publicado en «Newswise». La DTU coordina el proyecto europeo MIAMi, que ha proporcionado los fondos necesarios para esta investigación. «Además de vinblastina, esta plataforma permitirá producir tratamientos contra el paludismo y las adicciones, así como para otras muchas enfermedades», añade Keasling. La vinblastina pertenece a un grupo de compuestos botánicos denominados «alcaloides indólicos monoterpenoides» (MIA, por sus siglas en inglés) utilizados para tratar una serie de enfermedades humanas. La vinblastina se utiliza para el tratamiento de diferentes tipos de cáncer, como los linfomas o los cánceres de testículos, de ovarios, de mama, de vejiga y de pulmón. Su funcionamiento consiste en inhibir la división celular, a fin de evitar el crecimiento del cáncer. Por desgracia, las complejas estructuras atómicas de los MIA les impiden ser replicados mediante procesos de química sintética. Por ello, la única alternativa hasta ahora para producir vinblastina ha sido el cultivo y la cosecha de la planta fuente en cantidades ingentes a fin de extraer las moléculas necesarias para fabricar el medicamento. En concreto, se necesitan quinientos kilogramos de hojas secas de dominica para producir un solo gramo de medicamento.

Una nueva ruta para la producción de vinblastina

El equipo de investigación se propuso modificar un proceso de producción basado en microbios para la creación de vinblastina, dado que este fármaco quimioterapéutico de uso común ha escaseado a menudo en los últimos años. Sin embargo, la producción de un MIA con levadura como organismo hospedador resultó un reto enorme. La doctora Jie Zhang, autora principal, también de la DTU, apunta: «La ruta biosintética de la vinblastina, compuesta por treinta y una etapas y que no se dilucidó por completo hasta 2018, es extraordinariamente compleja. Este estudio presenta la ruta biosintética más larga hasta la fecha refactorizada en una fábrica celular microbiana y que incluye treinta etapas enzimáticas para transformar dos moléculas producidas de forma natural por la levadura en catarantina y vindolina, precursores de la vinblastina». En total, se realizaron cincuenta y seis modificaciones genéticas para obtener una cepa que podría suministrar de forma uniforme y suficiente ambas moléculas. Tras este logro, alcanzado gracias al apoyo parcial del proyecto MIAMi (Refactoring monoterpenoid indole alkaloid production in microbial cell factories), los investigadores tienen como objetivo abordar la producción de otros MIA antineoplásicos, como la vincristina y el irinotecán. Zhang concluye: «La ruta también podría ampliarse para producir MIA no presentes en la naturaleza, los cuales pueden tener propiedades farmacológicas mejoradas como una mayor eficacia o menos efectos secundarios. Esto nos permitiría examinar el espacio químico casi infinito con muchas nuevas bioactividades». Para más información, consulte: Sitio web del proyecto MIAMi

Palabras clave

MIAMi, cáncer, vinblastina, medicamento antineoplásico, levadura, molécula, alcaloide indólico monoterpenoide

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