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Desarrollan lechuga transgénica que podría regenerar huesos fracturados en diabéticos

Científicos de Estados Unidos desarrollaron plantas de lechuga transgénica con una proteína animal que sintetiza un fármaco oral estable, el cual promovería la regeneración de huesos. Esto puede abordar las necesidades de medicación de los pacientes con diabetes y fracturas óseas que puedan tener la opción de ser medicados a través de la ingesta en vez de inyecciones.

PennToday / 21 de febrero, 2020.- Las personas con diabetes tienen un mayor riesgo de fracturarse un hueso que la población general. Y si se rompen uno, también les toma más tiempo de lo normal sanar.

En la edición de marzo de Biomaterials, Henry Daniell, Shuying (Sheri) Yang y sus colegas de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos), comparten resultados prometedores de un modelo animal en el que una proteína de uso farmacológico cultivada en plantas aceleró la curación de una fractura ósea. El trabajo, que usó el factor de crecimiento de proteína similar a la insulina-1 (IGF-1), mostró que un medicamento administrado por vía oral y estable en plantas de lechuga (genéticamente modificada) podría estimular el crecimiento de las células de construcción ósea y promover la regeneración ósea.

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“La curación de fracturas es un problema de salud importante, especialmente para pacientes con diabetes”, dice Yang, el co-corresponsal del estudio. “Tienden a reducir la reparación ósea y aumentar el riesgo de fractura, lo que presenta un desafío de tratamiento. La entrega de este nuevo IGF-1 humano a través de lechuga como alimento es eficaz, fácil de entregar y una opción atractiva para los pacientes. El estudio proporciona una opción terapéutica nueva e ideal para la fractura diabética y otras enfermedades musculoesqueléticas“.

El estudio empleó la plataforma de producción de drogas a base de plantas que Daniell ha desarrollado durante muchos años, lo que implica la introducción de una proteína de interés en las células de la planta, lo que los llevó a comenzar a expresar ese gen en sus células, y finalmente producir esa proteína en sus hojas que puede ser cosechado y utilizado en una terapia oral.

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En este caso, el objetivo era un nuevo IGF-1, una proteína importante para la salud ósea y muscular. Se sabe que los niveles más bajos de IGF-1 en la sangre están asociados con un mayor riesgo de fracturarse un hueso.

Desde un trabajo anterior centrado en la distrofia muscular realizada con Elizabeth Barton, los investigadores creían que una forma particular de IGF, un precursor de la proteína que incluye un componente separado conocido como un péptido-e, era probable que estimulara la regeneración mejor que el IGF-1 maduro que carecía del péptido. El IGF1 actual utilizado en la clínica no solo carece del péptido-e sino que también está glicosilado, una forma menos activa.

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El equipo utilizó métodos que Daniell ha refinado para expresar altamente la versión humana de IGF-1 en las hojas de las plantas y eliminar el gen de resistencia a los antibióticos que se utiliza para seleccionar las plantas que crecen la proteína objetivo, pasos cruciales para preparar una terapia para uso clínico. Emparejaron la proteína precursora IGF-1 con otra proteína, CTB, que ayuda a transportar las proteínas fusionadas del tracto digestivo al torrente sanguíneo.

Después de cultivar las plantas de lechuga transgénicas, se liofilizaron y pulverizaron las hojas, confirmando que el producto fue estable en almacenamiento durante casi tres años.

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“Fundamental para todos estos proyectos es que queremos que la entrega de este medicamento sea asequible, cómoda y posible en casa”, dice Daniell.

Tanto en células humanas como de ratón, los investigadores demostraron que el fármaco derivado de plantas causaba que una variedad de tipos de células, incluidas las células de tejido oral y los osteoblastos, o células de construcción ósea, crezcan y se diferencien, o se dividan para formar una variedad de diferentes tipos de células

Pasando a continuación para investigar la actividad de la droga en modelos animales, los investigadores inicialmente mostraron que alimentar a los ratones con el producto a base de plantas hizo que aumentaran sus niveles de IGF-1. Y finalmente, en un modelo de ratón diabético, descubrieron que alimentarlo a los animales mejoraba el volumen óseo, la densidad y el área, signos de un proceso de curación más robusto.

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“Esperamos encontrar socios para avanzar en este trabajo, ya que hay muchas personas con diabetes que podrían beneficiarse de una terapia como esta”, dice Daniell.

En un trabajo futuro, los investigadores esperan continuar desarrollando el IGF-1 de crecimiento vegetal para trasladarlo a la clínica, no solo para la curación de fracturas óseas sino también para otros problemas musculoesqueléticos, incluida la osteoporosis y la regeneración ósea después del cáncer.

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