Las levaduras del pan y la cerveza podrían ser clave para producir medicamentos

Saccharomyces cerevisiae, la levadura usada en la elaboración de la cerveza, el pan y el vino, ha sido empleada ahora por primera vez para producir a gran escala compuestos con propiedades farmacológicas difíciles de extraer de las plantas.

Levadura de la cerveza - Saccharomyces cerevisiae

Levadura de la cerveza - Saccharomyces cerevisiae

Foto: iStock

Saccharomyces cerevisiae, más conocida como la levadura de la cerveza, es un hongo unicelular empleado en la elaboración industrial del pan, el vino, y como su nombre revela, la propia cerveza. Por su estructura y genoma, se ha convertido, además, en una de las células eucariotas más estudiadas y empleadas como modelo de laboratorio para experimentos de diversa índole.

Pero lo que hasta ahora no se había contemplado era que, estos microorganismos, además de ser indispensables para la producción de algunos de los alimentos más cotidianos, también pudiesen funcionar como productores de algunas moléculas medicinales halladas en las plantas. Esto, precisamente, es lo que ahora ha logrado un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford, cuyo estudio se publica esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences bajo el título Complete biosynthesis of the bisbenzylisoquinoline alkaloids guattegaumerine and berbamunine in yeast,

Los alcaloides de bisbencilisoquinolina son una clase diversa de productos obtenidos de distintas plantas medicinales que presentan una gran variedad de propiedades farmacológicas: antidiabéticas, dopaminérgicas, antitumorales y neuroprotectoras. Sin embargo, muchos de estos alcaloides, o bien son raros por naturaleza, o bien resultan complicados de extraer de las plantas.

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Para salvar este escollo, el equipo dirigido por la ingeniera química especializada en biología celular de la Universidad de Stanford, Christina D. Smolke, modificó varias cepas de Saccharomyces cerevisiae para producir dos alcaloides de bisbencilisoquinolina conocidos como guattegaumerina y berbamunina.

Para ello, primero se valieron de la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9 para diseñar cepas de S. cerevisiae capaces de producir monómeros que se combinaran para formar alcaloides bisbencilisoquinolina. En un segundo paso, los autores modificaron aún más las cepas para optimizar las condiciones de fermentación. ¡Con ello consiguieron aumentar las concentraciones de guattegaumerina 10.000 veces más que las plantas en las que se encuentra! Con algunas modificaciones en el paso final de la reacción de biosíntesis, los autores también pudieron modificar el producto final de las levaduras para obtener berbamunina.

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Los investigadores ahora se hallan en el proceso de detectar otras sustancias vegetales cuya producción es susceptible de ser sustituida por la acción de estas levaduras. Es el caso de la magnocurarina, que según se informa tiene propiedades similares al veneno de curare, una neurotoxina empleada en las puntas de flecha por varias tribus de la cuenca del Amazonas, África o Asia; o la armepavina, la cual según se informa presenta una actividad anticancerígena. Según los autores, este método podría emplearse en el futuro para aumentar la eficiencia de producción de diversos tipos de medicamentos.