La fitoingeniería es una rama de la biotecnología que se centra en la manipulación genética y el cultivo de plantas para producir compuestos terapéuticos. Al combinar conocimientos de biología molecular, ingeniería genética y agronomía, esta rama busca optimizar la creación de sustancias medicinales en plantas, ofreciendo un enfoque innovador para la medicina moderna.
El desarrollo de esta ciencia ha sido un proceso evolutivo que ha logrado importantes hitos desde sus inicios. En la década de 1980, se iniciaron los primeros procesos de transformación genética de plantas utilizando diversas técnicas. En la medicina contemporánea, esta ciencia ha encontrado numerosas aplicaciones. Una de las más destacadas es la producción de proteínas terapéuticas.
Otra aplicación significativa es la elaboración de vacunas orales. Se están desarrollando plantas transgénicas que producen antígenos vacunales, permitiendo que estas plantas se consuman directamente para inducir una respuesta inmunitaria en el organismo.
“En la actualidad se está trabajando en el desarrollo de plantas transgénicas que producen antígenos vacunales"
“En la actualidad se está trabajando en el desarrollo de plantas transgénicas que producen antígenos vacunales. Estas plantas pueden ser consumidas directamente para inducir una respuesta inmunitaria en el organismo. Un ejemplo es el uso de patatas y plátanos modificados para producir vacunas contra enfermedades infecciosas como la hepatitis B y la diarrea causada por rotavirus”, pone de manifiesto en una entrevista a ConSalud.es, Fernando Hidalgo, doctor en Farmacia y Vocal de Plantas Medicinales del Colegio Oficial de Farmacéuticos de Granada.
Otra de las aplicaciones es el uso de las plantas como biorreactores para la producción sostenible y económica de fármacos a gran escala, ofreciendo una alternativa eficiente y segura en comparación con los sistemas tradicionales basados en células de mamíferos o microorganismos.
Además, la producción de antibióticos y antivirales también se ha beneficiado de la fitoingeniería. Como explica el experto, a través de la modificación de plantas, se pueden producir compuestos con actividad antibacteriana y antiviral, proporcionando nuevos agentes terapéuticos en la lucha contra infecciones resistentes a tratamientos actuales.
El impacto de la fitoingeniería en la industria farmacéutica ha sido notable. Las plantas pueden ser cultivadas a gran escala en condiciones agrícolas, lo que reduce significativamente los costos de producción en comparación con las células de mamíferos o los sistemas microbianos. “Esto es especialmente importante para proteínas terapéuticas complejas que requieren modificaciones postraduccionales específicas”, explica Hidalgo.
“Esto es especialmente importante para proteínas terapéuticas complejas que requieren modificaciones postraduccionales específicas”
En esta línea, la rama de la biotecnología tiene la capacidad de escalar la producción simplemente aumentando el área de cultivo; es una ventaja significativa. Además, el uso de recursos naturales y métodos agrícolas sostenibles reduce el impacto ambiental de la producción de fármacos.
“Aumentando la producción de vacunas y otros medicamentos en plantas puede incrementar la disponibilidad y accesibilidad de estos productos, especialmente en países en desarrollo, mientras se trabaja en producir nuevos compuestos terapéuticos y de optimizar los existentes ha llevado al desarrollo de terapias innovadoras”, afirma el Vocal de Plantas Medicinales del Colegio Oficial de Farmacéuticos de Granada. “Todo ello ocurre a la vez que se produce una reducción del riesgo de contaminación con patógenos humanos y animales, lo que mejora la seguridad de los productos farmacéuticos”.
En la fitoingeniería, se emplean diversos procesos y técnicas para garantizar la eficacia y seguridad de los medicamentos producidos. Estos procesos abarcan desde la manipulación genética inicial hasta la validación final del producto. La selección y clonación de genes es el primer paso, donde se identifican genes que codifican proteínas terapéuticas, enzimas o metabolitos secundarios con propiedades medicinales, clonándolos en vectores de expresión específicos para plantas.
La transformación genética de plantas es un proceso crucial, donde se utilizan métodos como la bacteria Agrobacterium tumefaciens para transferir genes de interés a las células vegetales, o la técnica de Gene Gun, que dispara partículas de oro o tungsteno recubiertas con ADN directamente en las células vegetales. Las plantas transformadas se seleccionan utilizando marcadores de selección y se cultivan en medios específicos para regenerar plantas completas a partir de células o tejidos transformados.
La fitoingeniería ofrece grandes potenciales en el sector farmacéutico, pero enfrenta desafíos significativos, como la necesidad de cumplir con estrictas regulaciones y normativas impuestas por agencias como la FDA y la EMA, lo cual puede ser un proceso largo y costoso.
“Otro reto importante es asegurar una producción consistente y de alta calidad a gran escala"
Como manifiesta Fernando Hidalgo, “otro reto importante es asegurar una producción consistente y de alta calidad a gran escala, debido a las variaciones en el crecimiento de las plantas y las condiciones ambientales, así como los altos costes iniciales de investigación y desarrollo necesarios para crear plantas transgénicas eficaces”.
A pesar de estos retos, superar estos obstáculos abre numerosas oportunidades en el mercado farmacéutico a través de la innovación en nuevas terapias y mejora de las existentes. Además, la producción local de medicamentos en plantas puede aumentar el acceso a tratamientos esenciales en países en desarrollo, y la reducción del riesgo de contaminación con patógenos humanos se puede lograr, ya que las plantas no son hospederas naturales para muchos de estos patógenos.