Científicos han creado levaduras capaces de producir constituyentes de la marihuana, incluyendo su principal compuesto psicoactivo, el tetrahydrocannabinol, o THC.

Levadura para producir THC

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El pasado mes de Agosto, investigadores anunciaban que habían conseguido diseñar genéticamente levadura para producir el potente analgésico hidrocodona, un opioide derivado de la codeína.

Y ahora llega la secuela inevitable: científicos han creado levaduras capaces de producir constituyentes de la marihuana, incluyendo su principal compuesto psicoactivo, el tetrahydrocannabinol, o THC.

Existen versiones sintéticas del THC disponibles en el mercado en forma de pastillas, con marcas como Marinol o Cesamet; generalmente se emplean para tratar las nauseas, vómitos y pérdida de apetito causados por la infección por el virus de la Inmunodeficiencia Humana (V.I.H.), o por el tratamiento con quimioterapia para el cáncer. La levadura genéticamente modificada puede producir THC a unos costes muy inferiores y de una forma más optimizada que mediante la tradicional síntesis química.

El empleo de levaduras también puede arrojar algo de luz sobre la utilidad clínica de los compuestos derivados del cannabis. La marihuana es cada vez más aceptada como medicina, aunque todavía existen evidencias limitadas de su efectividad frente a las dolencias para las que es prescrita. Los investigadores deseosos de diferenciar los hechos de las ilusiones necesitan un mayor acceso a los componentes únicos de la marihuana, y la levadura puede proporcionárselos.

Esto es algo que podría cambiar literalmente las vidas de millones de personas”, afirmó Kevin Chen, director ejecutivo de Hyasynth Bio, una compañía que está desarrollando levaduras que producen THC y cannabidiol, otro compuesto de la marihuana con interés médico.
En una nota publicada este mes en el periódico científico Biotechnology Letters, bioquímicos de la Universidad Técnica de Dortmund (Alemania) informaban que habían diseñado una cepa de levadura que produce THC. Y también disponen de datos todavía no publicados que demuestran su éxito al crear otra cepa de levadura que produce cannabidiol.

Ambas levaduras dependen de las llamadas moléculas precursoras –y no de azúcares simples, que sería lo ideal- y sólo pueden producir pequeñas cantidades de THC y cannabidiol. Pero Oliver Kayser, un bioquímico de dicha Universidad, confía en que tarde o temprano podrá diseñar una levadura que replique la vía de producción íntegra de THC, y se ha asociado con la compañía THC Pharm de Frankfurt para intentar escalar los procesos para la producción a nivel industrial.
Los reguladores europeos, afirmó, están ansiosos por conocer una vía para obtener un suministro constante de THC y de otros cannabinoides sin tener que cultivar marihuana. “Temen que las plantas sean cultivadas y que apoyarán alguna agricultura ilegal” dijo el Dr. Kayser.

La idea no es nueva. Los esfuerzos por crear una levadura capaz de producir THC se remontan ocho años atrás, cuando investigadores japoneses publicaron un estudio detallando cómo insertaron un gen en la Pichia pastoris (un tipo de levadura), que la alentaba a segregar una encima necesaria para producir THC.
Pero los investigadores no conocían todas las encimas empleadas por la planta de marihuana para producir THC. En la última década, con la ayuda de herramientas de análisis genético más baratas y más rápidas, han encontrado esos genes clave.

El Dr. Jonathan Page, profesor adjunto de la Universidad de British Columbia que colaboró en esas tareas de secuenciación, puso en marcha una empresa llamada Anandia Laboratories, en parte para reproducir sustancias del cannabis con levadura. Su compañía y Hyasynth Bio, la empresa del Dr. Chen, están a la espera de la aprobación del gobierno canadiense para diseñar sus propias cepas de levadura productoras de THC.

El Dr. Page, que posee las patentes de aplicación de muchos de los genes en el proceso de producción del THC, prevé que recibirá la luz verde de las autoridades este año. Otras empresas de biotecnología, entre las que se encuentra Amyris, una compañía de Emeryville, California, que ha utilizado la levadura para obtener productos que van desde la droga contra la malaria artemisinina a un perfume de pachuli.

Pero toda esta nueva biotecnología se enfrenta a una dura competición con la misma planta de cannabis. La marihuana ha sido cultivada tan cuidadosamente durante tantos años que se ha convertido en un productor de THC extraordinariamente eficaz. Algunas variedades pueden contener hasta un 30% de THC en peso seco.

Ahora mismo, tenemos una planta que es el Ferrari del mudo vegetal, en lo que se refiere a la producción de químicos de interés”, afirmó el Dr. Page. “El Cannabis es difícil de batir”.

Por este motivo, él y su compañía también confían en emplear levadura para producir químicos presentes en pequeñas cantidades en el cannabis que prometen tener potencial medicinal. Entre los que se encuentra el cannabidivarin, que ha prevenido convulsiones en estudios preliminares con roedores, y el tetrahydrocannabivarin, que podría emplearse como antiinflamatorio, entre otros usos.

A finales de Junio, la Dra. Nora Volkow , directora del Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas (NIDA por sus siglas en inglés), dio una charla previa a una reunión del Senado, sobre los beneficios potenciales del cannabidiol, que está siendo estudiado para enfermedades como la epilepsia. Algunos científicos opinan que esta es la sustancia que debería priorizarse en la producción con levadura.

Me pregunto por qué alguien trataría de conseguir levadura para producir THC” afirma Raphael Mechoulam, quien junto a otro colega identificó el THC como el principio activo del cannabis en 1964. “La producción de cannabidiol es otra historia. Su producción desde la planta es algo complicada”. Y añadió, “su demanda está creciendo”.

Aún así, supone un enorme desafío modificar levadura para sintetizar THC o cannabidiol partiendo de materias primas como el azúcar: las cepas ahora disponibles en el laboratorio del Dr. Kayser sólo son capaces de la fase final de la síntesis. A fin de cuentas, los bioquímicos necesitarán insertar más de una docena de genes en la levadura.

En un determinado nivel, podemos afirmar que no hay límites más allá de tu imaginación”, afirmó la Dra. Pamela Silver, profesora de biología de sistemas en la Harvard Medical School. Pero añadió, “en realidad, es verdaderamente difícil”.

Una propuesta que todavía está por estudiar: diseñar levaduras que ayuden a preparar cerveza con THC.
La gente me lo sigue preguntando”, dijo el Dr. Chen. “Pero hay un potencial mucho mayor que la simple fabricación de cerveza”.

Fuente: NY Times / Foto: Oliver Kayser