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Descubren genes vegetales implicados en la producción de antidepresivos

A y C: sección longitudinal y transversal de un pistilo con glándulas oscuras en contraste con; B y D: secciones correspondientes de un pistilo sin glándula. | Imagen: P. Rizzo / IPK

Descubren genes implicados en la producción de compuestos antidepresivos en la hierba de San Juan. Esto podría conducir a nuevos desarrollos farmacéuticos basados en la planta.

La hierba de San Juan (Hypericum perforatum) es una antigua planta medicinal. Es conocida por las propiedades antidepresivas leves de su compuesto bioactivo hipericina, que se produce en las glándulas oscuras de la planta. Al investigar las flores de la hierba de San Juan, los investigadores identificaron genes involucrados en el desarrollo de las glándulas oscuras y la biosíntesis de hipericina. Los hallazgos fueron publicados en el Plant Biotechnology Journal.

La hierba de San Juan tiene una larga historia como planta medicinal. Los médicos griegos del primer siglo, como Hipócrates y Plinio, lo recomendaron como diurético y como cura para las mordeduras de serpientes, entre otros usos. En la Edad Media, se usaba en pociones mágicas para alejar a los espíritus malignos, mientras que Paracelso en el siglo XVI lo encontró útil para el alivio del dolor y el tratamiento de la melancolía.

En tiempos más recientes, la hierba de San Juan ha sido reconocida por sus aplicaciones en la terapia contra el cáncer, debido a la hipericina del compuesto bioactivo de la planta. A pesar de su alta demanda en aplicaciones médicas, las vías biosintéticas de la hipericina aún no se han explorado por completo. Investigaciones recientes centradas en las glándulas oscuras productoras de hipericina en las flores de la hierba de San Juan han descubierto genes candidatos reguladores clave para la biosíntesis de hipericina.

Hypericum perforatum o hierba de San Juan es una planta herbácea con flores de color amarillo brillante y glándulas sebáceas translúcidas, que dan a sus hojas un aspecto perforado. Originaria de Europa y Asia occidental, la planta hoy en día se encuentra en regiones templadas de todo el mundo. Si bien se considera una hierba que es venenosa para el ganado, la hierba de San Juan es mejor conocida por sus propiedades medicinales.

La hierba produce varios metabolitos secundarios, de los cuales la hipericina cuenta como uno de los más estudiados. Este compuesto ganó un lugar importante en el centro de atención científica debido a su uso potencial en la terapia fotodinámica del cáncer y el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer.

Al centrarse en el desarrollo de la glándula oscura en las flores, en particular el tejido placentario, de la hierba de San Juan, una colaboración de científicos de institutos de investigación alemanes y canadienses descubrió recientemente algunos de los genes clave potencialmente involucrados en el desarrollo de las glándulas oscuras, como así como la biosíntesis de hipericina.

La investigación previa a menudo se había centrado en las hojas de la hierba de San Juan como el órgano modelo para el estudio de la hipericina. Sin embargo, al fenotipar 93 accesiones de Hypericum, los investigadores dirigidos por el Dr. Paride Rizzo del Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Plantas de Cultivos (IPK) en Gatersleben encontraron un polimorfismo que representaba fenotipos destetados y sin glándulas en el tejido placentario. Al cambiar el foco hacia el tejido placentario de las flores, los investigadores identificaron dos factores de transcripción involucrados en la diferenciación de las glándulas oscuras.

Además, caracterizaron el desarrollo de las glándulas oscuras dentro del tejido placentario utilizando diferentes técnicas de microscopía. Estos resultados se lograron mediante una combinación de transcriptómica y metabolómica que proporciona una visión de una calidad sin precedentes en la expresión génica y los niveles de metabolitos durante el desarrollo de la glándula oscura en H. perforatum.

Publicado por primera vez en línea en abril por Plant Biotechnology Journal, los hallazgos aparecieron en la edición impresa de diciembre de la revista. Comprender qué genes están involucrados en la biosíntesis de hipericina es un paso vital cuando se trata del desarrollo de nuevos extractos de Hypericum para aplicación medicinal.

Después de haber demostrado el potencial del tejido placentario como un nuevo órgano modelo para el estudio de las glándulas oscuras y las vías biosintéticas asociadas, la investigación adicional podrá aprovechar este conocimiento. En el futuro cercano podríamos esperar que estos genes candidatos se utilicen para hiperactivar o inhibir la formación de glándulas oscuras. Esto conducirá a nuevas aplicaciones de H. perforatum en la industria farmacéutica.

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