Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Plantaciones de insulina

Plantaciones de insulina

La diabetes ha sido una acompañante constante de la humanidad. En un papiro egipcio del año 1552 a.C. el médico Hesy-Ra ya citaba la poliuria (orina frecuente) como un síntoma.

La primera descripción muy precisa de la enfermedad y de sus síntomas la realizó en el s.I d.C. Aretao el capadocio, un médico ecléctico que usaba métodos procedentes de diversas escuelas. Tras su muerte fue olvidado totalmente, hasta que en 1554 se descubrieron dos de sus manuscritos escritos en griego jónico: "Sobre las causas e indicaciones de las enfermedades agudas y crónicas (4 volúmenes)" y "Sobre el tratamiento de las enfermedades agudas y crónicas (4 volúmenes)" . Bautizó la enfermedad como diabetes, derivada de la palabra griega para sifón, indicativa de la intensa sed del diabético y su gran producción de fluidos, describiéndola como licuación de la carne y los huesos, en forma de orina.

INSULINA. El descubrimiento de la insulina significó la delimitación de un antes y un después para la diabetes. Lo hizo el médico canadiense Frederick Grant Banting, en 1921, pero podemos citar algunos precedentes: 1889, cuando von Mering y Minkowski extirparon el páncreas a un perro que comenzó a eliminar grandes cantidades de orina con mucha glucosa; 1902, cuando Szobolew y Schultze concluyeron que las células de los islotes de Langehans del páncreas eran la fuente de un principio antidiabético; 1908 cuando el científico alemán Georg Zuelzer desarrolló una preparación de jugo pancreático inyectable para combatir la glucosuria (azúcar en la orina) aunque los efectos laterales imposibiltaron su uso; 1909, cuando De Meyer sugiere el nombre de insulina para la supuesta hormona.

Pero no fue hasta octubre de 1920 cuando Banting leyó un artículo del Dr. Barrons sobre la relación de las isletas pancreáticas de Langerhans con la diabetes y, a partir de entonces, trabajando en la Universidad de Toronto en el laboratorio del fisiólogo británico John Macleod, con la ayuda de otro compañero, Best, Banting comenzó sus investigaciones logrando aislar la insulina. Collip, químico y discípulo de Mcleod, se dedicó a su purificación. En el verano de 1921, Banting y Best conseguían tener éxito con el primer tratamiento con insulina de un perro despancreatizado y en enero de 1922 un extracto purificado de insulina del Dr. Collin se le suministró con éxito a Leonard Thompson, un muchacho diabético de 14 años. Inmediatamente, Eli Lilly and Co. y la Universidad de Toronto iniciaron la producción masiva de insulina.

Un año después, en 1923, se les concedía el premio Nobel de Fisiología y Medicina a Banting y Macleod. Banting se opuso a la concesión del galardón a Macleod, que no había participado en el hallazgo, y su parte la compartió con Best (no galardonado). Por otro lado , Macleod compartió la suya con Collip (tampoco galardonado). En la cumbre de su carrera Banting murió en un accidente de aviación, cuando se dirigía a Inglaterra para tomar parte en la II Guerra Mundial.

Los hitos de la insulina continuaron. El Nobel bioquímico británico Sanger determinó su estructura molecular , su secuencia de aminoácidos, en 1955. Diez años después fue la primera proteína humana sintetizada en el laboratorio. Y, en 1981, otro gran acontecimiento tiene lugar , ya que fue la primera hormona proteica usada en el tratamiento de enfermedades obtenida biotecnológicamente por cultivos de bacterias a las que se les había introducido el gen humano de la insulina.

STRATOSOME. En el mundo se estima que existen más de 200 millones de diabéticos y cada vez parece crecer más su porcentaje en la población mundial. Se necesitan grandes cantidades y baratas de insulina humanizada, calculándose que en una década la demanda mundial podría alcanzar 14 toneladas métricas anuales. Nuevamente, los científicos canadienses pueden ser los que nos den la solución. Todo indica que pronto podrá conseguirse, obteniéndola de cultivos vegetales, de varios miles de hectáreas cultivadas con plantas transgénicas de cártamo (alazor), una planta parecida a la del azafrán.

La empresa canadiense SemBioSys Genetics Inc. de Calgary tiene a punto la tecnología. Se ha patentado con el nombre de Stratosome. Resumamos en qué consiste. Muchas plantas más o menos oleaginosas poseen unas organelas subcelulares que sirven para el almacenado de las grasas y se llaman cuerpos oleosos. En las semillas, que son sometidas a una gran desecación en la maduración, los cuerpos oleosos poseen una proteína específica llamada oleosina, que proporciona un soporte estructural a los cuerpos oleosos, lo que limita su coalescencia en el proceso de desecación. La oleosina posee una porción central de la molécula de tipo lipofílico que se ancla en el cuerpo oleoso, mientras que los dos extremos de la oleosina sobresalen hacia el exterior (el citoplasma). Esto es lo que ocurre con las plantas de cártamo, de medio metro de altura, ramas espesas, hojas lanceoladas y espinosas, flores de color azafrán usadas para teñir y semillas ovaladas, blancas y lustrosas utilizadas como alimento de aves y por su aceite
comestible.

La tecnología Stratosome consiste en introducir en la planta, por ingeniería genética, un gen híbrido, un transgén de fusión, para la combinación oleosina-X, siendo en este caso X la insulina codificada por el gen humano de la insulina. Conforme la planta crece y se desarrollan las semillas se expresa el transgén y la insulina producida queda unida a los cuerpos oleosos. Tras la recolección de las semillas y la obtención de los cuerpos oleosos
mediante un sistema químico o enzimático se consigue la separación entre la oleosina y X. Los cuepos oleosos, con su oleosina, se separan por centrifugación y la proteína recombinante obtenida queda lista para su purificación posterior.

POSIBLE. La tecnología ya se ha probado con éxito para producir numerosas proteínas con longitudes que van desde los 9 a los 1000 aminoácidos, incluyendo proteínas estructuralmente sencillas o complejas, incluso con subunidades unidas con puentes disulfuro (como es el caso de la insulina). El rendimiento obtenido por el proceso es del orden del 5% del contenido proteico total de la semilla lo que supera, con creces (un 500%) el límite a partir del cual puede tener interés comercial.

El año pasado ya se produjo insulina usando la tecnología indicada en experimentos de laboratorio realizados sobre plantas de Arabidopsis thaliana. La insulina humanizada así obtenida fue probada con éxito sobre diversos animales.

La empresa canadiense calcula que dentro de diez años será capaz de satisfacer un tercio de la demanda mundial de insulina, unos 5000 kilos, mediante el cultivo de unas 8000 hectáreas de cártamo, en zonas alejadas de otros cultivos semejantes no transgénicos, situadas en el sur de Canadá, Estados Unidos y Chile.

COSTOS
Desde el punto de vista ambiental los responsables de la compañía SemBioSys indican que la fuente principal de energía para el proceso de obtención de insulina a partir de plantaciones es limpia, la solar. Además, si con los actuales procesos cada tonelada adicional de producción de insulina supone unos costos de más de 500 millones de dólares, en el caso de la insulina obtenida de plantas sólo sería de 100 millones de dólares. Por otra parte, los expertos calculan que los costos anuales actuales que puede significar un paciente pueden ser del orden de 60.000 $, mientras que con el precio de la insulina a partir de plantas podría reducirse a unos 6.000 $, lo que facilitaría que se desarrollen métodos de administración hoy prohibitivos, como inhaladores o píldoras.

EXPECTATIVAS
Respecto a la obtención de insulina a partir de cultivos de plantas, SemBioSys ya ha solicitado las patentes en diferentes países, los ensayos clínicos comenzaran en 2006 y se espera la aprobación de comercialización para 2009. La misma empresa tiene en marcha otros proyectos con otras proteínas, como la Apo A1, así como con vacunas comestibles a base de semillas con el correspondiente inmunógeno. Asimismo , ya está firmado un acuerdo con la empresa Dow AgroSciences para aplicar la tecnología Stratosome al desarrollo de vacunas animales.

PATATAS
La idea de las vacunas comestibles se está extendiendo rápidamente. Científicos del Roswell Park Cancer Institute de Bufalo, EE.UU., están desarrollando patatas transgénicas que serán portadoras de un gen capaz de codificar para el antígeno de superficie de la hepatitis B. Las pruebas se han realizado con plantas crecidas en invernadero con ensayos posteriores sobre 42 voluntarios. Los resultados, publicados en la revista PNAS, indican que tras ingerir patatas transgénicas con el inmunógeno, un 60% de los voluntarios mostraron tener niveles de respuesta a la hepatitis B significativamente más elevados que los controles.