Investigadores del Centro de Ciencias de Plantas de Copenhague en la Universidad de Copenhague han tenido éxito en la manipulación de una cepa de microalgas para formar moléculas complejas a un nivel sin precedentes. Esto puede allanar el camino para un método eficiente, barato y ecológico para producir una variedad de productos químicos, tales como compuestos farmacéuticos.
«Así que, básicamente, la idea es que secuestramos una parte de la energía producida por la microalga en sus sistemas fotosintéticos. Redirigiendo esa energía a una parte genéticamente modificada de la célula capaz de producir diversos materiales químicos complejos, inducimos la biosíntesis impulsada por la luz de estos compuestos», dice la post doctorado Agnieszka Janina Zygadlo Nielsen, quien junto con su colega Thiyagarajan Gnanasekaran y el estudiante de doctorado Artur Jacek Wlodarczyk ha sido la investigadora principal detrás del estudio.
Los investigadores tienen dichas microalgas genéticamente modificadas para convertirlas en pequeñas fábricas de productos químicos con una fuente de alimentación integrada. De acuerdo con el estudio del equipo de investigación, esto básicamente permite a la luz del sol transformarse en todo, desde compuestos de la quimioterapia a bioplásticos, o de sabores y fragancias valiosas.
Como Agnieszka Janina Zygadlo Nielsen describe, el problema con muchas de estas sustancias hoy en día es que son muy caras y difíciles de producir, y por lo tanto se producen sólo en pequeñas cantidades en plantas medicinales.
«Un medicamento contra el cáncer como taxol, por ejemplo, está hecho de viejos árboles de tejos, que producen de forma natural la sustancia en su corteza. Es un proceso engorroso que resulta en tratamientos costosos. Si dejamos que las microalgas ejecuten la producción, este problema podría ser obsoleto» explica.
Producción sostenible desde aguas residuales
Thiyagarajan Gnanasekaran aclara que el método se puede ejecutar de manera sostenible y continua, y que esto es lo que hace que sea aún más espectacular en comparación con los métodos actuales.
«Nuestro estudio muestra que es posible optimizar los procesos enzimáticos en las células utilizando solamente luz solar, agua y CO2, cultivando [las algas] en bolsas de plástico transparente en un invernadero. Teóricamente, el agua podría ser sustituida con agua proveniente de aguas residuales, lo que podría hacer que el proceso funcione enteramente con fuentes renovables de energía y nutrientes. El reciclaje de aguas residuales de la industria y las ciudades para la producción de sustancias valiosas sin duda sería positivo «, señala.
Agnieszka Janina Zygadlo Nielsen añade:
«Si podemos crear un sistema cerrado que produce los productos químicos valiosos a partir de agua, luz solar y CO2, sería un método totalmente competitivo en comparación con los que se utilizan hoy en día, donde se extrae principalmente desde plantas o levaduras y bacterias de E. coli que producen las sustancias. En teoría, debería ser más barato en el largo plazo utilizar nuestro método en lugar de añadir las grandes cantidades de azúcar que los cultivos de levadura convencional y E. coli, entre otros, necesitan para funcionar».
Un método con perspectivas revolucionarias
Sin embargo, el equipo de investigación hace hincapié en que el método que utiliza microalgas genéticamente modificadas tiene sus limitaciones en el tiempo presente. Como Thiyagarajan Gnanasekaran señala, las microalgas utilizan gran parte de la luz solar aprovechada para mantener sus propios procesos metabólicos en marcha:
«Es difícil producir grandes cantidades de los compuestos deseados en microalgas porque tienen que utilizar una gran cantidad de la energía producida por ellas mismos, ya que son organismos totalmente fotosintéticos. Exactamente por esta razón, es de sentido común hacer que produzcan las sustancias especialmente valiosas que son rentables para producir en cantidades relativamente pequeñas al mismo tiempo, por ejemplo, medicinales. «
Sin embargo, según el equipo, los métodos de expansión y herramientas genéticas para microalgas permitirían superar estas limitaciones en un futuro próximo.