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Musgos humanizados productores de fármacos

Musgos y humanos comparten características genéticas inesperadas. Gracias esto podrían utilizarse en el futuro musgos transgénicos para la producción de proteínas humanas.

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El musgo Physcomitrella patens. Foto: Universidad de Bonn.

A simple vista los musgos y los seres humanos tienen muy poco en común. El musgo Physcomitrella patens es pequeño, verde pálido, inmóvil y usa la luz del sol como fuente de energía, es decir, es una planta. Los seres humanos son grandes, móviles, y sobre todo animales que necesitan obtener su energía a partir de vegetales y otros animales.
Nos separan de los musgos cientos de millones de años de evolución biológica pues nuestro antepasado común debió de ser de los primeros eucariotas que aparecieron en la Tierra en los albores de la evolución biológica compleja.
Todo esto hace que los experimentos que vamos a relatar, realizados por Martin Fussenegger del ETH en Zurich, sean absolutamente asombrosos. Fussenegger y sus colaboradores han comprobado qué pasa cuando se introducen en el genoma del musgo genes humanos sin modificar o de otros mamíferos. Sorprendentemente el musgo fue capaz de de manufacturar las proteínas correspondientes sin ningún problema.
El resultado es inesperado porque el mismo proceso no funciona cuando se insertan genes en plantas superiores, como las fanerógamas o plantas con flores. La razón es que las secciones genéticas del comienzo y final de las secuencias de los genes animales, de plantas, de hongos y de bacterias son considerablemente distintas. Son los responsables de asegurar que un gen del organismo es reconocido como tal y la proteína que codifique es producida en la cantidad adecuada y es liberada de la célula apropiadamente. Cuanto más remota es la relación entre dos organismos mayores son las diferencias entre estas secuencias. Por esta razón los biotecnólogos deben de adaptar los genes foráneos antes de transplantarlos a otra especie. En este caso los investigadores se asombraron al comprobar que en este caso no era necesario hacer esto último.
La explicación dada por Ralf Reski, de la Universidad de Friburgo, es que el musgo ha permanecido generalista durante mucho tiempo y que su mayor modificación se dio hace ya 450 millones de años, cuando pasó de vivir en el agua a colonizar tierra firme, adaptándose a las nuevas condiciones ambientales. Pero que a partir de entonces no ha sufrido cambios significativos, tanto en apariencia como a nivel genético.
El proceso que usa el musgo para producir sus proteínas es menos sofisticado que el de organismos “más evolucionados”. Estos otros organismos “más modernos” han sufrido cambios dramáticos durante estos 450 millones de años, especializándose en el transcurso del tiempo. Por otro lado el musgo ha retenido la habilidad de poder leer genes foráneos, incluso los procedentes de mamíferos y de poder fabricar las proteínas que codifican, probablemente sin haber hecho ningún uso de esta capacidad durante estos 450 millones de años.
Pero esta habilidad de Physcomitrella patens de producir proteínas humanas puede ser de gran ayuda para satisfacer la creciente demanda mundial de proteínas terapéuticas. Un ejemplo puede ser el de la insulina, que permite a los diabéticos mantener el control del nivel de azúcar en la sangre y que se empezó a producirse por ingeniería genética de manera masiva en los años ochenta.
Normalmente las proteínas terapéuticas se producen gracias al uso de células de mamíferos, pero este tipo de cultivo es caro. Se necesita, por ejemplo, mantener una temperatura constante y aportar nutrientes y oxígeno constantemente, de ahí la carestía del proceso.
Actualmente la producción global no satisface la demanda mundial, entre otras cosas porque sólo los países industrializados pueden hacer este tipo de producción.
Por el contrario los musgos no son muy exigentes. Sólo necesitan agua, luz y sales minerales para producir proteínas. Esto les hace apropiados para ser utilizados en un biorreactor y en el futuro incluso las naciones en vías de desarrollo podrían autosatisfacer su propia demanda de este tipo de productos.
Obviamente se necesitan más estudios antes de que se consiga todo esto a escala industrial, pero ya sólo el saber que los musgos han retenido esta capacidad (sin usarla) durante 450 millones de años es algo absolutamente asombroso.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [1]
Artículo original. [2]