LA NARANJA DORADA: EL CASO DE OTRO TRANSGÉNICO DE ORO
El caso del arroz dorado dio paso a un nuevo alimento con
este color. Se trata de la golden orange o naranja dorada. Made in Spain,
concretamente en Valencia. La investigación la han llevado a cabo tres grupos
del IVIA, IATA y la empresa Biópolis, y acaba de ser publicada en Plant
Biotechnology Journal.
Enero. Estamos en plena temporada de cítricos. Este grupo de
plantas recoge distintas especies del género citrus, que se caracteriza por el
alto contenido en vitamina C y ácido cítrico que le da nombre al grupo. Engloba
a las naranjas dulces (Citrus sinensis), naranjas chinas (Citrus japonica),
naranjas amargas (Citrus aurantium), mandarinas (Citrus reticulata), limones
(Citrus limon), pomelos (Citrus paradisi), limas (Citrus aurantifolia) y
toronjas (Citrus medica). Constituyen los cultivos frutales más ampliamente
producidos y económicamente importantes en el mundo. Solo en España, las
naranjas representaron prácticamente el 50% de la producción de cítricos en
2011. Entre los 10.9 millones de toneladas de cítricos comercializados en 2009,
la naranja dulce (Citrus sinensis L. Osbeck) representó aproximadamente el 60%
de la producción total.
Las naranjas contienen una gran cantidad de antioxidantes,
incluyendo carotenoides, vitamina C, ciertos metabolitos y sustancias químicas
como flavonoides y polifenoles, con propiedades saludables. Muchas de estas
moléculas vegetales se han relacionado con una protección antioxidante.
La evidencia científica sugiere que los efectos beneficiosos
que aportan estas moléculas en la salud son mayores cuando son ingeridos de
forma regular y en cantidades específicas, más que si se ingieren como
suplementos dietéticos. Los carotenoides son los principales pigmentos responsables
del color de la piel y de la pulpa de la fruta y contribuyen enormemente al
valor nutricional y antoxidante de esta. Aunque los cítricos son una fuente
rica y compleja de carotenoides, la mayoría de las variedades de naranja
acumulan principalmente β,β-xantofilas, que representan más del 90% del total
de los carotenoides, siendo la 9-Z-violaxantina el principal carotenoide de la
pulpa de la fruta madura. Por el contrario, los niveles de otros carotenoides
nutricionalmente importantes como el β-caroteno son considerados deficientes en
estas variedades. Además de ser el precursor más importante de la vitamina A,
un gran número de estudios epidemiológicos y de laboratorio (in vitro, animal y
cultivo celular) han sugerido que el β-caroteno ofrece protección frente a
ciertas enfermedades degenerativas relacionadas con la edad, como varios
cánceres (principalmente del tracto aerodigestivo), diabetes tipo 2 y
enfermedades coronarias.
Sin embargo, bien porque todo el mundo no tiene acceso a
este tipo de alimentación o por desconocimiento del consumidor, que no sabe qué
frutas son las más ricas o en qué cantidad, los niveles óptimos de estas
sustancias que hay que ingerir, no siempre se alcanzan en la dieta. Por este
motivo, la ingeniería genética es una de las herramientas clave para producir
alimentos biofortificados con el objetivo de enriquecer la alimentación y
reducir el riesgo de enfermedades crónicas, mejorando la cantidad y
biodisponibilidad de nutrientes.
A new fruit is coming…
El caso del arroz dorado del que publiqué esta entrada (y da
para hablar muuucho), da paso a un nuevo alimento con este color. Se trata del
golden orange o naranja dorada. Made in Spain, concretamente en Valencia. La
investigación la han llevado a cabo tres grupos del IVIA, IATA y la empresa
Biópolis, y acaba de ser publicada en Plant Biotechnology Journal.
¿Y qué tiene de
particular la naranja dorada?
El resultado de esta investigación ha sido la obtención de
naranjas en menos tiempo del habitual, de color amarillo intenso (“golden“) y
con un mayor contenido (hasta 36 veces más) en β-caroteno en la pulpa,
precursor de la vitamina A. La cosa no queda ahí, sino que para demostrar que
el papel protector antioxidante de este caroteno era tal, se utilizó como
modelo experimental Caenorhabditis elegans. Han demostrado in vivo, que el
efecto antioxidante no solo se mantiene, sino que además, es un 20% mayor.
¿Cómo lo han hecho?
Han transformado semillas se naranja dulce para que se
bloquee la expresión de un gen endógeno que codifica la β -caroteno hidroxilasa
( Csβ – CHX ). Este enzima está involucrada en la conversión de β -caroteno a
xantofilas. ¿Qué quiere decir esto? Pues que si se bloquea el paso de A a B, se
acumula A. Y por tanto, se acumula el β -caroteno. Esto es responsable del
color más intenso puesto que como sabéis, estas moléculas dan el color
rojo-anaranjado-amarillo a las plantas. Simultáneamente, se ha sobreexpresado,
o sea, se ha “obligado a producir” un gen regulador que es clave en la
transición de la floración, el CsFT (Flowering Locus T). El resultado es que se
adelanta este proceso y se obtiene el fruto en menos tiempo.
Alimentando al gusano
Trabajar con plantas es complicado. Les afecta la
temperatura, la radiación lumínica, la humedad, el fotoperíodo… y aún tratando
de mantener constantes estos parámetros, crecen como les parece y no hay dos
experimentos que salgan igual. Sin embargo, imagino que trabajar con “bichos”,
no debe ser más fácil. Caenorhabditis elegans se ha usado en muchos estudios
como modelo para probar la capacidad antioxidante in vivo de compuestos puros y
algunos extractos vegetales pero no el zumo de frutas o verduras. Así que los
autores de esta investigación se tuvieron que poner manos a la obra y poner a
punto al gusano en lo referente a cómo darle el zumo, en qué dosis, cuánto
tiempo… y no sin dificultades, por cierto.
Una vez optimizado el método, demostraron (visualmente y
mediante la técnica HPLC) que el extracto de gusano alimentado con pulpa de
naranja (no transgénica aún) era de un color naranja clarito, mientras que los
gusanos alimentados con su dieta estándar (sin naranja) no tenían ese color.
Bien. Esto demostraba la ingesta y bioasimilación de extracto de pulpa por el
gusano. Un paso superado.
Tenemos una naranja enriquecida con β-caroteno, pero ¿lo
suficiente como para proporcionar protección antioxidante?
Pues vamos a ver. El gusano come pulpa y la asimila. Ahora
falta darle la pulpa de las naranjas doradas que se han obtenido. Antes de
darles la pulpa, se midió el contenido de carotenoides y vitamina C y luego se
añadió a la dieta estándar a distintas concentraciones. Todas mostraron un
efecto positivo (especialmente el 2% de pulpa) frente al estrés oxidativo en el
gusano. El estrés oxidativo fue inducido añadiendo peróxido de hidrógeno (sí,
el agua oxigenada) a una concentración 2 mM.
Los gusanos alimentados con extracto de pulpa control
tuvieron una supervivencia del 52% frente a los que no se les alimentó con
pulpa y se obtuvo un resultado similar con los que se alimentaron de vitamina
C. Sin embargo, los animales alimentados con la pulpa de las naranjas doradas,
mostraron una supervivencia del 71.67% (un 20% más que los alimentados con
pulpa control), lo que demuestra que los gusanos alimentados con la pulpa de
las naranjas doradas fueron más resistentes al estrés oxidativo (por peróxido
de hidrógeno) que los alimentados con el pulpa de naranjas control.
¿Y si el papel
“antiox” no se debe al β-caroteno?
Para comprobar si el efecto antioxidante de la pulpa de las
naranjas doradas estaba relacionado directamente con el β-caroteno, hicieron un
ensayo de respuesta al estrés oxidativo añadiendo β-caroteno exógeno a dosis equivalente
a la cantidad de caroteno presente en la pulpa. Efectivamente, había mayor
efecto antioxidante.
Como curiosidad….
El hecho de que la supervivencia de los gusanos alimentados
con las naranjas doradas fueran un 71,67%, y más alta que la de los gusanos
alimentados con β-caroteno exógeno (os recuerdo que era dosis equivalente),
indica que la matriz que contiene el β-caroteno (léase, pulpa) mejora el efecto
antioxidante. Curioso ¿verdad?
Y ahora ¿qué?
Pues nada. Un gran reto cumplido, una magnífica publicación
y mucha paciencia. A pesar de estar desarrollando continuamente variedades
transgénicas con gran potencial, tendrán que esperar en una especie de limbo a
que la mentalidad vaya cambiando y aceptando una realidad que se va a ir
imponiendo. También puede que un día muy cercano, contacten de una empresa
extranjera interesada en comercializar lo que este grupo ha producido. ¿Os
suena de algo? Esto ya ha ocurrido con el trigo apto para celíacos.
Imaginaos… Vamos paseando por la calle un día precioso,
soleado, junto al paseo marítimo. Es la hora de picar algo, ¡qué demonios!
tenemos hambre. ¿Llegará?
Referencia de esta investigación: Elsa Pons, Berta Alquezar,
Ana Rodrıguez, Patricia Martorell, Salvador Genoves, Daniel Ramon, Marıa Jesus
Rodrigo, Lorenzo Zacarıas and Leandro Peña. (2014) Metabolic engineering of
β-carotene in orange fruit increases its in vivo antioxidant properties. Plant
Biotech J. 12: 17-27.
Fuente: NAUKUS TOMADO DE ENVIO DE PREGON AGROPECUARIO DE AR
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