Diario de Valladolid

El ecosistema más sostenible de los esteroides

El INBIOTEC busca producir precursores para hacer esteroides aprovechando residuos industriales / El objetivo es el diseño amistoso con el medio ambiente de compuestos propios de los organismos superiores

Investigadores participantes en la puerta del Instituto de Biotecnología de León. EL MUNDO

Investigadores participantes en la puerta del Instituto de Biotecnología de León. EL MUNDO

Publicado por
Estibaliz Lera

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Los esteroides son compuestos propios de los organismos superiores, y las bacterias ni los producen ni los necesitan para vivir . Sin embargo, hay un grupo de bacterias que es capaz de utilizar determinados esteroides, en concreto los esteroles como el colesterol o los fitoesteroles –que provienen de las industrias papelera y alimentaria–, como única fuente de carbono y energía para vivir. 

Estas bacterias lo que hacen es degradar paso a paso las moléculas de esteroles hasta reducirlas a dióxido de carbono, agua y energía . Entre las capaces de degradar el colesterol está Mycobacterium tuberculosis, el agente causante de la tuberculosis. Debido a su importancia clínica y a la relación entre la capacidad de degradar el colesterol y la virulencia de la bacteria, la ruta de degradación ha sido muy estudiada, permitiendo la identificación de muchos de los genes implicados. La bacteria que se utiliza en el proyecto Syntheroids pertenece también al género Mycobacterium, aunque no se trata de una bacteria patógena sino proveniente de un aislamiento de suelo, capaz de crecer con los fitoesteroles liberados por las plantas en descomposición . Además, tiene una serie de mutaciones que provocan que la degradación esté interrumpida en un paso concreto, por lo que acumula compuestos que pueden usarse como precursores para la síntesis de esteroides. La ruta seguida por ambas bacterias para la degradación de esteroles es muy parecida, aunque presentan algunas diferencias.

En un proyecto previo, los investigadores del Instituto de Biotecnología de León (INBIOTEC) secuenciaron el genoma de la bacteria, gracias al cual pudieron estudiar, mediante proteómica y transcriptómica, los genes implicados en la degradación de los fitoesteroles, algunos desconocidos hasta entonces. «Las denominadas ómicas son técnicas que permiten analizar todo un grupo de moléculas en un momento dado. Mediante transcriptómica se puede identificar qué genes se transcriben a ARN en una determinada condición, mientras que la proteómica permite identificar las enzimas que se están expresando a partir del ARN en esa condición. Digamos que es como hacer una foto del momento. Si hacemos una foto en ausencia de fitoesteroles y otra en su presencia y las comparamos, sabemos qué genes y proteínas son necesarias para la degradación de los fitoesteroles», explica Alberto Sola, responsable del Área de Energía y Medio Ambiente.

En el proyecto Syntheroids lo que están realizando es aplicar estas técnicas tanto a la bacteria objeto de estudio como a otras que también son capaces de degradar fitoesteroles, pero que producen compuestos distintos. Una vez analizados los resultados, seleccionan los genes que consideran más interesantes para su eliminación o introducción en la bacteria mediante biología sintética para producir los precursores que quieren

No obstante, la iniciativa es mucho más amplia, ya que además de obtener las nuevas cepas bacterianas, es necesario optimizar las condiciones de crecimiento de la bacteria, el escalado de la producción a nivel industrial, definir los métodos para la extracción de los compuestos a partir de los caldos de cultivo e integrar todos los datos para hacer el sistema de producción lo más eficiente posible y respetuoso con el medio ambiente .

La principal fortaleza de este trabajo, en su opinión, reside en la aplicación de las técnicas ómicas a distintas bacterias capaces de degradar fitoesteroles y convertirlos en precursores esteroideos, utilizando los resultados como fuente de información y de genes para su posterior aplicación a una única bacteria mediante biología sintética. «Las bacterias que utilizamos como referencia no producen un único compuesto sino una mezcla de ellos. Las mezclas no son interesantes desde el punto de vista industrial, ya que lo que interesa es producir una única sustancia y la presencia de varios compuestos de forma simultánea complica la purificación del compuesto de interés, además de reducir el rendimiento, lo que repercute en un incremento del producto final », apunta para, a continuación, subrayar que analizan las diferencias que hay entre las bacterias para poder dirigir el metabolismo hacia los compuestos que les interesa producir.

La idea de solicitar el proyecto surgió por la buena relación mantenida entre los socios durante un proyecto previo de la misma temática, denominado MySterI, que se llevó a cabo entre los años 2013 y 2016. En ese momento se sentaron las bases para el desarrollo y la puesta a punto de distintas herramientas genéticas y métodos para la manipulación y estudio de bacterias capaces de producir determinados precursores esteroideos. Gracias a ese paso, comenta el responsable del Área de Energía y Medio Ambiente de INBIOTEC, se pudo secuenciar el genoma de una bacteria de uso industrial y se pusieron a punto las condiciones para los estudios ómicos, obteniendo bastante información sobre los genes y enzimas implicados en la degradación de los fitoesteroles. 

También se perfeccionaron las técnicas para detectar e identificar los distintos productos de degradación, así como las condiciones de cultivo de la bacteria y de purificación de los esteroides, con el fin de optimizar las condiciones y maximizar los rendimientos. En el proyecto MySterI participaron seis socios europeos, cinco de los cuales forman el actual consorcio. Cuando estaba a punto de finalizar, y debido a los buenos resultados y a la relación establecida, decidieron solicitar un nuevo proyecto para continuar con la línea de investigación.

Alberto Sola sostiene que las primeras empresas interesadas en los resultados son las implicadas. Y es que, de los cinco socios, dos son empresas: Gadea Biopharma, de León, y Pharmins, de Pushchino, en Rusia. En la actualidad están centrados en la producción de precursores, sin embargo, asegura que, mediante biología sintética, se podrían llegar a producir determinados esteroides directamente, sin necesidad de terminar el proceso mediante síntesis química .

Una vez finalizado Syntheroids quieren seguir con la línea de investigación, por lo que ya están mirando distintas convocatorias europeas en las que puedan solicitar nuevos proyectos. En este punto, indica que el proceso para obtener financiación suele ser bastante largo, ya que muchas veces los proyectos se solicitan en dos pasos. En un primer momento se manda una breve descripción del proyecto, con los objetivos principales y cómo se piensa llegar a conseguirlos. «Este documento es evaluado de forma competitiva con otras muchas solicitudes y si pasa el corte, se envía ya una propuesta definitiva mucho más elaborada con todos los detalles. Este sistema hace que desde que se publica una convocatoria hasta que se resuelve, pase alrededor de un año, a lo que hay que sumar el tiempo que se tarda en empezar el proyecto propiamente dicho» , concluye. 

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