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Francisco Barro, el español detrás del trigo modificado genéticamente bajo en gluten apto para celiacos

El Dr. Francisco Barro en un ensayo de campo del trigo bajo en gluten modificado por ARNi; esta usando una camiseta con el logotipo de “OGM: No juzgues antes de conocer”.

Hace algunos años, la idea del trigo sin gluten era más hipotética que real. Pero el año pasado, Francisco Barro, un científico de plantas en el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS) en Córdoba, España, llegó a los titulares con una técnica de edición de genes llamada CRISPR-Cas9, con la cual redujo significativamente la cantidad de gliadinas, o proteínas del trigo causantes de reacciones patológicas en pacientes celiacos.

Barro dirigió el equipo de investigación que condujo a este logro y fue uno de los autores de un estudio que describió el trigo editado genéticamente utilizando CRISPR.

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“Estoy interesado en el desarrollo de líneas de trigo aptas para personas celíacas, y obviamente estoy entusiasmado en llevar a cabo este proyecto. Para mí, la eliminación de las gliadinas tóxicas y el mantenimiento de la calidad del trigo para hacer pan es lo más emocionante”, afirmó Barro. “Sin embargo, me doy cuenta de que uno de los objetivos más importantes para CRISPR es la resistencia a estreses bióticos y abióticos, en particular las resistencias a la sequía y la salinidad, ya que esto permitirá la siembra en suelos que actualmente no son aptos para el cultivo de trigo, especialmente en los países en desarrollo”.

Nacido en Córdoba, España, Barro se doctoró en Biología en la Universidad de Córdoba. Después de un postdoctorado de dos años y medio en Rothamsted Research en el Reino Unido, donde trabajo en la ingeniería genética de los cereales, y entonces regresó a España para comenzar la investigación para obtener líneas de trigo para celíacos.

“La idea de obtener líneas de trigo para personas celíacas llegó en 2002 cuando estaba preparando un proyecto para sobreexpresar genes de gliadinas en el trigo, con el objetivo de ampliar la funcionalidad del trigo”, explicó Barro. “Cambié el objetivo de mi investigación cuando me di cuenta de que las personas que padecían la enfermedad celíaca no necesitaban más gliadinas sino todo lo contrario. Por lo tanto, reorganicé el proyecto hacia la eliminación de gliadinas por ARN de interferencia (ARNi), que era una tecnología de punta en ese momento Tuvimos éxito varios años después con el desarrollo de líneas de trigo que contienen hasta un 95% menos de gliadinas que el trigo estándar “.

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Las gliadinas, una clase de proteínas que se encuentran en el gluten, son las que causan las reacciones inmunológicas en personas con enfermedad celíaca. El único tratamiento conocido para la enfermedad es una dieta estricta sin gluten. Si bien la investigación de Barro no ha eliminado completamente las gliadinas del trigo, él es optimista.

“Más recientemente, hemos aplicado las nuevas tecnologías de edición de genes para introducir mutaciones en las regiones de alfa-gliadina de trigo duro y harinero La principal ventaja de estas tecnologías de edición es que el producto no contiene transgenes y, por lo tanto, los consumidores generales podrían aceptarlo más fácilmente “.

Barro dijo que no estaba sorprendido de que hubiera tanto interés en su investigación por parte de la prensa popular y la comunidad científica del trigo.

“Primero, este es un tema candente, un muy buen ejemplo del uso de la biotecnología para ayudar a las personas. Todos conocen a los celíacos, y los celíacos saben que el pan es un producto muy difícil, que el pan sin gluten no es tan bueno como otros sin gluten. Creo que para un celiaco disfrutar de un buen pan, hecho de trigo, con el sabor del trigo, el aroma del trigo, sería algo realmente sorprendente, y nos estamos acercando. En segundo lugar, la mayoría de los estudios informan que el uso de tecnologías de edición genética están limitadas a solo unos pocos genes. En nuestro trabajo, informamos la mutación simultánea de al menos 35 genes diferentes en trigo harinero, y esto es algo realmente sobresaliente”.

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Uno de los desafíos con los productos sin gluten actuales es que tienen un sabor y una textura diferentes. El equipo de Barro ha colaborado con un panadero en España para usar su línea de trigo modificado con ARNi bajo en gliadinas para crear pan con sabor y aroma indistinguible del pan de trigo estándar. Los pacientes celíacos han podido comer este pan e informar sobre su calidad.

Panes (y rebanadas) de harina de trigo convencional (línea BW208), de trigo GM bajo en gliadinas (línea D793), y de harina de arroz. | Fuente: Barro, 2014 – DOI: 10.1371/journal.pone.0090898

Barro dijo que su equipo ya ha diseñado nuevos ARNs para apuntar a otros grupos de gliadinas en el trigo, como las gliadinas gamma y omega. Varias empresas han expresado interés en la tecnología y en el uso del material a medida que lo incorpora a sus programas de mejoramiento.

¿CRISPR es el futuro del mejoramiento genético de cultivos?

Desde la perspectiva de Barro, es poco probable que las tecnologías de edición de genes reemplacen completamente a los métodos convencionales de mejoramiento de plantas.

“Los objetivos para CRISPR serán los mismos que para las tecnologías de mejoramiento clásico, es decir, las tecnologías cambian pero los problemas son los mismos: aumentar el rendimiento, resistencia a estreses bióticos y abióticos, mejor calidad, etc. La tecnología CRISPR proporciona a los fitomejoradores un control más preciso de algunas características, pero la tecnología CRISPR no reemplazará al mejoramiento clásico; trabajarán juntos “.

Hablando sobre las aplicaciones futuras de CRISPR y otras tecnologías de edición del genoma en la agricultura, Barro agregó que es probable que veamos algunas tendencias en las aplicaciones.

“A corto plazo, la introducción de mutaciones en genes clave será la aplicación más amplia de esta tecnología, cuyo objetivo es matar [silenciar] al ADN, evitar la expresión de proteínas tóxicas o introducir mutaciones en los genes para hacer que los cultivos sean más resistentes a las enfermedades, o genes que limitan la adaptabilidad del cultivo, y para desarrollar plantas androestériles para la producción de híbridos. A mediano plazo, la tecnología CRISPR será útil no para silenciar ADN sino para la edición real del ADN: para reemplazar genes, o para modificar aminoácidos específicos y proporcionar nuevas funcionalidades a los genes existentes, y para la activación transcripcional de la represión de genes, modulando niveles de expresión”.

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