Crear biofactorías de medicamentos gracias al genoma de una planta

Se ha llevado a cabo la secuenciación de una versión mejorada del genoma de la Nicotiana benthamiana, una planta clave en la creación de medicamentos que ya se ha empleado anteriormente en la producción de vacunas contra la COVID-19 y la gripe, o de anticuerpos contra el virus del ébola, entre otras aplicaciones. El trabajo abre la puerta a la mejora de la capacidad de producción de biofármacos en el futuro.

El equipo que ha realizado el trabajo lo encabeza Buddhini Ranawaka, de la Universidad Tecnológica de Queensland en Australia. En la labor también han colaborado investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Valencia, en España.

“Hemos generado una versión de alta calidad del genoma de la Nicotiana benthamiana, que tiene aproximadamente el mismo tamaño y complejidad que el genoma humano. Esta secuencia mejorada se ha completado, además, con una serie de recursos de información adicionales, lo que llamamos una plataforma multiomica, que incluye datos transcriptómicos, metabolómicos y epigenéticos” explica Diego Orzaez Calatayud, investigador del CSIC en el IBMCP.

La generación de estos recursos multiomicos, que aportan información biológica detallada y concreta, es necesaria para comprender y optimizar los genes que controlan la cantidad y calidad de los compuestos biofarmacéuticos producidos con esta planta. “De esta forma podemos acelerar el empleo de Nicotiana benthamiana como plataforma de producción de biomoléculas, algo que esperamos tendrá una repercusión positiva en la capacidad de producción a escala de medicamentos en el futuro y por tanto en hacerlos accesibles a la población”, indica Aureliano Bombarely, investigador del CSIC en el IBMCP.

El conocimiento profundo del genoma de plantas modelo es fundamental para entender su potencial y, así, poder aplicarlo en diferentes campos. “Del mismo modo que la determinación de la secuencia del genoma humano ha permitido grandes avances en la ciencia médica y el diagnóstico, la determinación, con alta precisión, de la secuencia del genoma de la Nicotiana benthamiana tiene el potencial de mejorar de manera similar la investigación biotecnológica y agrícola y la producción de nuevos productos terapéuticos”, destaca el investigador del CSIC en el IBMCP Víctor García-Carpintero.

Este trabajo se enmarca dentro del proyecto europeo Newcotiana coordinado desde el IBMCP, cuyo objetivo es avanzar en el uso de las plantas como biofactoría mediante el empleo de nuevas técnicas de mejora genética.

Plantas de Nicotiana benthamiana. (Foto: IBMCP)

La biofactoría Nicotiana benthamiana

El crecimiento de la población y los avances en medicina y nutrición llevan asociados una demanda creciente de biofármacos y otros compuestos biológicos relacionados con la salud. “Las plantas son los organismos mejor adaptados para producir de forma sostenible y eficiente los compuestos que necesitamos para responder a estos desafíos, pues solo emplean la luz como fuente la energía y se pueden cultivar a gran escala utilizando tecnologías agrícolas relativamente sencillas”, señala Orzaez.

La planta más utilizada como biofactoría de medicamentos es la Nicotiana benthamiana, una especie de origen australiano emparentada con el tabaco. Con esta planta, distintas empresas han producido vacunas contra la COVID-19 y la gripe, o anticuerpos contra el ébola, entre otros fármacos. Además, la N. benthamiana rivaliza con la Arabidopsis por la primacía en muchas aplicaciones de investigación fundamental en biología vegetal.

El trabajo se ha publicado en la revista académica Nature Plants, bajo el título “A multi-omic Nicotiana benthamiana resource for fundamental research and biotechnology”. (Fuente: Esther M. García Pastor / CSIC)