Ir al contenido principal

Una solución botánica para la malaria

La malaria es un problema que amenaza la salud pública mundial. Cerca de mil millones de personas viven en zonas de alto riesgo y cada año se reportan entre 300 y 500 millones de casos de los cuales mueren cerca de un millón de infectados. La cloroquina era muy usada para combatir al parásito causante de la malaria, el Plasmodium falciparum, quien ha evolucionado a través del tiempo y se ha vuelto resistente a este compuesto.

ResearchBlogging.orgAhora, las terapias combinadas con artemisina son nuestra mejor línea de defensa contra el P. falciparum. La artemisina es un sesquiterpenoide sintetizado por los tricomas glandulares de una planta medicinal de origen chino llamada Artemisia annua L (Asteraceae). A pesar que la demanda de este compuesto es muy grande (debe alcanzar para más de 100 millones de tratamientos al año), su suministro se sigue basando en la producción agrícola. La síntesis microbiana usando bacterias recombinantes -tal como se hace con la insulina para los diabéticos- aún está en desarrollo, por esta razón, es de vital importancia mejorar el cultivo y las variedades de A. annua para reducir los costos de producción, estabilizar el suministro anual de artemisina y mejorar su rendimiento en la planta.

artemisia

La variedad utilizada para la producción industrial de artemisina es la Artemis, un híbrido F1 desarrollada por Mediplant (Conthey, Suiza). La variedad Artemis sale como resultado de un cruce de dos genotipos heterocigotos y genéticamente diferentes llamados C1 y C4. Esta variedad fue utilizada por científicos de la Universidad de York para establecer el mapa genético de la A. annua.

Usando los tricomas glandulares de hojas jóvenes y de brotes florales se extrajo el ARN para producir librerías de ADNc para producir ESTs, los cuales fueron secuenciados usando el pirosecuenciador 454 de Roche. Se seleccionaron ciertos genes claves asociados con las rutas metabólicas de la vía de la artemisina; así como genes relacionados con características fenotípicas que afectan el rendimiento de la artemisina en la planta. Además, las secuencias ESTs se usaron para la identificación de SNPs (polimorfismos de nucleótido simples), SSRs (microsatélites) y InDels (inserciones/deleciones) que pueden ser usados como marcadores moleculares en el mapeo genético.

Al genotipificar el pedigrí de Artemis se confirmó que los parentales son altamente heterocigotos, especialmente C4, que es dos veces más heterocigoto que C1. Esta heterocigocidad permitió desarrollar mapas de ligamiento genético. Gracias a estos mapas se pudo ubicar y analizar los principales componentes relacionados con el rendimiento de la artemisina, tales como: la arquitectura de la planta, el área de las hojas, cantidad de tricomas por área de hoja y características metabólicas adicionales.

locus

En total fueron 14 las características identificadas que afectaban el rendimiento de la artemisina en la planta, las cuales fueron contabilizadas en tres diferentes ensayos de campo llevados a cabo de manera independiente (dos en el Reino Unido y uno en Suiza, entre el 2007 y 2008). Todas estas características tuvieron una alta tasa de heredabilidad, las cuales variaban entre 0.41 y 0.62, que dio como resultado el descubrimiento de múltiples QTLs.

Los QTLs relacionados con la concentración de artemisina se ubicaron en los grupos de ligamiento 1, 4 y 9 de C4. El rendimiento de la artemisina se basa en la relación porcentual entre la concentración de artemisina con respecto al peso fresco de la planta, o sea, más cantidad de artemisina en menos cantidad de hojas.

qtl_map_artemisia

En el mapa genético mostró dos zonas donde el rendimiento y la concentración de artemisina estaban ubicados en el mismo lugar, en los grupos de ligamiento 1 y 9 de C4. Es en estos dos puntos donde se deben enfocar los programas de mejoramiento genético de este cultivo. El QTL del grupo de ligamiento 4 no se tomó en cuenta porque esta relacionado de manera inversa con el peso fresco de la planta.

Ahora que ya se conoce cuales son los genes implicados en el rendimiento de la artemisina, así como los marcadores específicos para cada una de estas características, nos espera una gran revolución en la producción industrial de este antimalárico, los costos bajarán considerablemente y las muertes debido a esta enfermedad se irán reduciendo con el tiempo, haciéndolos más accesibles para aquellas personas que viven en países pobres, que generalmente son los más afectados.

Referencia:

Graham, I., Besser, K., Blumer, S., Branigan, C., Czechowski, T., Elias, L., Guterman, I., Harvey, D., Isaac, P., Khan, A., Larson, T., Li, Y., Pawson, T., Penfield, T., Rae, A., Rathbone, D., Reid, S., Ross, J., Smallwood, M., Segura, V., Townsend, T., Vyas, D., Winzer, T., & Bowles, D. (2010). The Genetic Map of Artemisia annua L. Identifies Loci Affecting Yield of the Antimalarial Drug Artemisinin Science, 327 (5963), 328-331 DOI: 10.1126/science.1182612

Comentarios

  1. La sintesis microbiana de artemisina ya esta muy avanzada. Fue el laboratorio de Jay Keasling el que desarrollo la primera cepa capaz de producir artemisina y va a ser comercializada muy pronto atraves de la companhia Amyris (http://www.amyrisbiotech.com)

    ResponderBorrar

Publicar un comentario

Se respetuoso con tus comentarios y críticas. Cualquier comentario ofensivo será eliminado.

Entradas más populares de este blog

¿Cuál de los cromosomas X se inactiva en las hembras?

Si preguntamos en la calle ¿cuál es la principal diferencia entre un varón y una mujer?, seguramente las respuestas más frecuentes serán los senos, los órganos reproductores, la barba, la obsesión por los zapatos o por los videojuegos, entre otros.  Pero muy pocos —tal vez algunos biólogos que cayeron en la encuesta— dirán “¡los cromosomas sexuales!”. Y tendrían razón.  La diferencia más sustancial, a partir de la cual se originan todas las demás, son los cromosomas sexuales. En los mamíferos, las hembras tienen dos cromosomas X (XX) y los machos un cromosoma X y un cromosoma Y (XY). A pesar de ser chiquito, el cromosoma Y porta un gen esencial para lograr la diferenciación masculina. De no ser por él, prácticamente todos seríamos hembras, así tuviéramos solo un cromosoma X (X0) como en el Síndrome de Turner . Entonces, serán los machos quienes finalmente determinen el sexo de los hijos porque sus espermatozoides portarán o bien el cromosoma X o bien el cromosoma Y; mient

Ozono por el culo

La insuflación rectal de ozono , que en términos coloquiales es ozono por el culo  ( OxC , de forma abreviada), es una forma de ozonoterapia.  Según sus promotores , esta terapia "es muy potente en cuanto a la eliminación de gérmenes intestinales como virus, bacterias, protozoos, hongos, etc ". Incluso pidieron a la Organización Mundial de la Salud que lo usaran para el tratamiento del Ébola.  Según Ozonomédica , la ozonoterapia, en general, "es una eficaz alternativa en el tratamiento y control de muchas patologías y enfermedades crónicas" que incluso "puede retrasar o evitar la aparición de diabetes, cáncer, artritis, artrosis, entre otras". Paciente recibiendo OxC. Fuente: Ozonoterapia . Sin embargo,  de acuerdo con la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos ( FDA ), el ozono es un gas tóxico sin alguna aplicación médica conocida . Si bien es cierto, el ozono nos protege de la peligrosa radiación ultravi

Muestras de ADN ambiental redefinen el árbol de la vida de los hongos

Los hongos (Reino: Fungi ) forman parte importante de cualquier ecosistema del planeta, ya que son los principales responsables de la degradación de toda la biomasa muerta que hay en él y, además, pueden establecer relaciones simbióticas con muchas especies de plantas y animales. Sin embargo, se sabe muy poco acerca de su historia evolutiva. Científicos británicos descubrieron que existe un grupo muy diverso de hongos primitivos, muy relacionados con el género Rozella , a los cuales agruparon en un nuevo clado llamado Criptomycota ( Cryptomycota ), según reportaron hoy en Nature . Los hongos se presentan de dos formas típicas: levadura y filamentos , caracterizándose por tener una pared celular rígida hecha a base de quitina , la cual les permitió adaptarse a los diferentes hábitats que hay en el planeta. Sin embargo, nuestro entendimiento sobre la historia evolutiva de los hongos sólo se limita a aquellos que hemos podido aislar y cultivar en el laboratorio. Existe una gran can