Investigadores españoles abren la vía para el diseño de plantas-factoría

Investigadores del Instituto de Agrobiotecnología, centro mixto de la Universidad Pública de Navarra, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Gobierno de Navarra, han descubierto una nueva ruta de tráfico de proteínas en la célula vegetal, un hallazgo que permitirá en un futuro el diseño biotecnológico de plantas-factoría, informa la Universidad de Navarra en un comunicado.

Entre otras aplicaciones, estas plantas-factoría podrían potencialmente actuar como vacunas orales que, al ser ingeridas, serían capaces de inmunizar contra enfermedades. Además, este descubrimiento abre las bases para el diseño de plantas productoras de proteínas de alto interés terapéutico y de antígenos vacunales.

Este hallazgo, que aparece en el último número de The Plant Cell, contribuye además a romper uno de los dogmas científicos actuales sobre los mecanismos de tráfico de proteínas en la célula vegetal.

La investigación ha sido desarrollada por los investigadores del Instituto de Agrobiotecnología Javier Pozueta Romero, Francisco José Muñoz y Edurne Baroja Fernández. Estos científicos han contado con la colaboración de un grupo de investigación de la Universidad Niigata (Japón).

En concreto, el trabajo describe una nueva ruta de tráfico de proteínas desde el sistema retículo/Golgi, donde son glicosiladas, hacia los cloroplastos de la célula vegetal. Algunas de estas proteínas recombinantes glicosiladas presentan alto poder antigénico e interés farmacéutico.

Pozueta resume las conclusiones del hallazgo: “Los métodos biotecnológicos convencionales permiten que las células acumulen cantidades muy limitadas de proteínas recombinantes glicosiladas. El cloroplasto es un orgánulo celular con gran capacidad de almacenaje de proteínas. Sin embargo, es incapaz de producir proteínas glicosiladas”.

Y añade: “La nueva ruta descubierta conecta el orgánulo de la célula donde son glicosiladas, el retículo, con los cloroplastos. El hallazgo constituye un primer paso para el desarrollo de plantas y algas que acumulen en sus cloroplastos grandes cantidades de proteínas recombinantes glicosiladas con alto poder antigénico”.

Ruptura de un dogma

La ruta descubierta por este equipo del CSIC contribuye a su juicio a romper los dogmas que rodean a este tipo de proteínas. Sin embargo, Pozueta revela que el punto de partida de esta investigación fue un descubrimiento casual. El equipo estudiaba el metabolismo del almidón, sustancia que se genera en el cloroplasto, cuando halló un tipo de proteínas inesperado en este orgánulo.

“Comprobamos que estas proteínas resistían altas temperaturas y aguantaban condiciones extremas, características propias de las proteínas glicosiladas”, recuerda el investigador. En palabras de Pozueta, “el hallazgo es inesperado porque la teoría recogida en los libros de texto no contempla la presencia de este tipo de proteínas en el cloroplasto”.

Una vez constatada la presencia de estas proteínas en el cloroplasto, los científicos se preguntaron si era el propio orgánulo el que las glicosilaba. Este planteamiento dio lugar al hallazgo de una ruta de tráfico entre el retículo y el cloroplasto. Como apostilla Pozueta, “hasta ahora se admitía que el retículo endoplásmico estaba conectado con otras partes de la célula, como el aparato de Golgi, la membrana plasmática, etc. pero se negaba su unión con el cloroplasto”.