Desarrollan tomates transgénicos que producen un medicamento para el Parkinson

El desarrollo del tomate genéticamente modificado (GM) tiene implicaciones para los países en desarrollo donde el acceso a los medicamentos farmacéuticos está restringido.

Este uso novedoso de las plantas de tomate como fuente natural de levodopa (L-DOPA) también ofrece beneficios para las personas que sufren efectos adversos, incluidas náuseas y complicaciones de comportamiento, de la L-DOPA sintetizada químicamente.

El tomate fue elegido como un cultivo ampliamente cultivado que puede usarse para aumentar la producción y ofrecer potencialmente una fuente natural estandarizada y controlada de L-DOPA.

El equipo dirigido por el Centro John Innes modificó la fruta del tomate mediante la introducción de un gen responsable de la síntesis de L-DOPA en la remolacha donde actúa en la producción de los pigmentos betalaínas.

La L-DOPA se produce a partir de tirosina, un aminoácido que se encuentra en muchos alimentos. El equipo de investigación insertó un gen que codifica una tirosinasa, una enzima que usa tirosina para construir moléculas como L-DOPA. Esto elevó el nivel de L-DOPA específicamente en la parte de la fruta de la planta y condujo a rendimientos más altos que los asociados con la producción de L-DOPA en toda la planta.

Los niveles alcanzados en el fruto del tomate —150 mg de L-DOPA por kg de tomates— fueron comparables a los observados en otras plantas que acumulan L-DOPA, pero sin algunos de los inconvenientes conocidos que han obstaculizado la producción metabólica de la droga en las plantas anteriormente.

El objetivo ahora es crear una reserva de producción donde se extrae L-DOPA de los tomates y se purifica en el producto farmacéutico.

La profesora Cathie Martin (FRS), autora correspondiente del estudio, explica: “La idea es que se pueden cultivar tomates con relativamente poca infraestructura. Como OGM (organismos genéticamente modificados, o transgénicos) se pueden cultivar en invernaderos de malla, entornos controlados con mallas muy estrechas, para que el polen no se escape a través de los insectos.

Tomate enriquecido en L-DOPA. Foto: JIC

“Entonces podría escalar a un costo relativamente bajo. Una industria local podría preparar L-DOPA a partir de tomates porque es soluble y puede hacer extracciones. Entonces podría hacer un producto purificado de tecnología relativamente baja que podría distribuirse localmente”.

La enfermedad de Parkinson es un problema creciente en los países en desarrollo donde muchas personas no pueden pagar el precio diario de $2 de L-DOPA sintética.

L-DOPA es un aminoácido precursor de la dopamina neuroquímica y se usa para compensar el suministro reducido de dopamina en pacientes con enfermedad de Parkinson.

También conocida como levodopa, la L-DOPA ha sido la terapia de referencia para la enfermedad de Parkinson desde su establecimiento como fármaco en 1967. Es uno de los medicamentos esenciales declarados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y su valor de mercado es de cientos de miles de millones de dólares.

La forma más común de la droga se produce por síntesis química, pero también se encuentran disponibles fuentes naturales. Se ha informado que solo unas pocas plantas contienen cantidades mensurables de la molécula, principalmente en semillas.

El más estudiado es el poroto terciopelo, Mucuna pruriens, que contiene hasta un 10% de L-DOPA en sus semillas. Pero esto es problemático porque la planta está cubierta de pelos urticantes que contienen mucuniana que puede causar irritación y reacciones alérgicas en los trabajadores del campo que cosechan el cultivo. Los porotos en sí causan niveles elevados de triptaminas que pueden causar alucinaciones en pacientes con enfermedad de Parkinson.

“Hemos demostrado que es posible el uso de tomates que expresan tirosinasa como fuente de L-DOPA. Es una demostración más del tomate como una opción sólida para la biología sintética. Además, hubo sorprendentes efectos beneficiosos, incluida la mejora de la vida útil y niveles elevados de aminoácidos que podemos investigar”, dice el primer autor, el Dr. Dario Breitel.