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Edición genética para crear trigo y maní apto para alérgicos y celíacos

El trigo y el maní son dos cultivos muy importante en la alimentación global, pero al mismo tiempo, están entre los ocho grandes alimentos que producen la mayor cantidad de alergias alimentarias en algunas personas. Un científico de la Crop Science Society of America propone un enfoque con la edición genética con CRISPR para desarrollar nuevas variedades agrícolas de ambos cultivos que sean bajas en las proteínas desencadenantes de alergias e intolerancias alimentarias.

Sociedad Americana de Agronomía / 25 de enero, 2021.- El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos identifica un grupo de «ocho grandes» alimentos que causan el 90% de las alergias alimentarias. Entre estos alimentos se encuentran el trigo y el maní.

Sachin Rustgi, miembro de la Crop Science Society of America, estudia cómo podemos utilizar el mejoramiento genético para desarrollar variedades menos alergénicas de estos alimentos. Rustgi presentó recientemente su investigación en la Reunión Anual virtual ASA-CSSA-SSSA 2020.

Las reacciones alérgicas causadas por el trigo y el maní se pueden prevenir evitando estos alimentos, por supuesto. «Si bien eso suena simple, es difícil en la práctica», dice Rustgi.

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Evitar el trigo y el maní (o cacahuate) significa perder opciones de alimentos saludables. Estos dos alimentos son potencias nutricionales.

El trigo es una gran fuente de energía, fibra y vitaminas. El maní aporta proteínas, grasas buenas, vitaminas y minerales.

«Las personas con alergias alimentarias pueden esforzarse por evitar los alimentos, pero también es posible la exposición accidental a un alérgeno», dice Rustgi. La exposición a alérgenos puede conducir a la hospitalización, especialmente para personas con alergia al maní».

«Para otros, evitar el trigo y el maní no es fácil por razones geográficas, culturales o económicas», explica Rustgi.

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Rustgi y sus colegas están utilizando el fitomejoramiento y la ingeniería genética para desarrollar variedades menos alergénicas de trigo y maní. Su objetivo es aumentar las opciones de alimentos para las personas con alergias.

En el caso del trigo, los investigadores se centran en un grupo de proteínas, llamado gluten. El gluten de la harina de pan hace que la masa sea elástica. El gluten también contribuye a la textura masticable del pan.

Pero el gluten puede provocar una reacción inmunitaria en personas con enfermedad celíaca. Además, otros experimentan sensibilidad al gluten no celíaca, lo que lleva a una variedad de síntomas adversos.

Los investigadores han intentado producir variedades de trigo con menor contenido de gluten. El desafío, en parte, radica en la naturaleza complicada de la genética del gluten. La información necesaria para producir gluten está incrustada en el ADN de las células del trigo.

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Pero el gluten no es una sola proteína, es un grupo de muchas proteínas diferentes. Las instrucciones que las células necesitan para producir las proteínas individuales del gluten están contenidas en diferentes genes.

En el trigo, estos genes del gluten se distribuyen por todo el ADN de una célula. Dado que muchas porciones del ADN juegan un papel en la creación de gluten, es difícil para los fitomejoradores producir variedades de trigo con niveles más bajos de gluten.

«Cuando comenzamos esta investigación, una pregunta importante era si sería posible trabajar en una característica controlada por tantos genes», dice Rustgi.

Para el maní, la situación es similar. El maní contiene 16 proteínas diferentes reconocidas como alérgenos.

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«No todas las proteínas del maní son igualmente alergénicas», dice Rustgi. Cuatro proteínas desencadenan una reacción alérgica en más de la mitad de las personas sensibles al maní.

Al igual que los genes del gluten en el trigo, los genes alérgenos del maní se extienden por todo el ADN del maní.

«Afectar a tantos objetivos no es una tarea fácil, incluso con la tecnología actual», dice Rustgi.

Rustgi y el equipo de investigación están probando muchas variedades de trigo y maní para encontrar unas que sean naturalmente menos alergénicas que otras.

Estas variedades poco alergénicas se pueden combinar con variedades de cultivos que tengan características agrícolas deseables, como altos rendimientos o resistencia a las plagas. El objetivo es desarrollar trigo poco alergénico que se pueda cultivar comercialmente.

Además de los esfuerzos tradicionales de reproducción, Rustgi también está utilizando la ingeniería genética para reducir las proteínas alergénicas en el trigo y el maní.

Por ejemplo, una tecnología llamada CRISPR permite a los científicos realizar cambios muy precisos en el ADN de una célula.

Rustgi está utilizando CRISPR para atacar los genes del gluten en el trigo. Las recientes mejoras en la tecnología CRISPR permiten a los investigadores apuntar a muchos genes a la vez.

Los genes a los que se dirige CRISPR se modifican o mutan. Esto significa que las células ya no pueden «leer» estos genes para producir proteínas específicas.

«La alteración de los genes del gluten en el trigo podría producir trigo con niveles significativamente más bajos de gluten. Un enfoque similar funcionaría en el maní», dice Rustgi.

Otros enfoques incluyen comprender cómo se regula la producción de gluten en las células del trigo. Resulta que una proteína sirve como «regulador maestro» para muchos genes del gluten.

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Eso es importante porque interrumpir este regulador maestro podría conducir a cantidades reducidas de gluten en el trigo. Dirigirse a un solo gen es mucho más fácil que intentar alterar los diversos genes del gluten.

«El trigo y el maní son las principales fuentes de proteínas para muchos, especialmente aquellos que viven en condiciones de privación de recursos», dice Rustgi. «Es muy importante encontrar formas asequibles de hacer que el trigo y el maní estén disponibles para todos».

El desarrollo de trigo y maní con niveles reducidos de alérgenos es un paso clave hacia este objetivo.

«Estos cultivos también reducirán la exposición accidental a alérgenos», dice Rustgi. «Además, limitarían la gravedad de las reacciones si ocurriera la exposición».

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