Proxecto H2020 NEWCOTIANA: Desenvolvemento de cultivos polivalentes de Nicotiana para a agricultura molecular empregando novas técnicas de mellora vexetal

A biotecnoloxía vexetal desempeña un papel emerxente na produción de medicamentos de moléculas pequenas, produtos biolóxicos (vacinas e terapias) e reactivos de diagnóstico. Ofrece unha alternativa escalable e de baixo custo ás plataformas de fabricación tradicionais baseadas en células microbianas e animais. Ademais, pode abordar os desafíos causados pola distribución e o almacenamento de medicamentos, especialmente en rexións do mundo con cadeas de produción incompletas. Novas variedades de plantas de tabaco para a produción de medicamentos As plantas de tabaco son moi valoradas como biofábricas de plantas debido ao seu potencial como fontes valiosas de compostos de alto valor. Non obstante, debido a que está asociado á fabricación de produtos para fumar, o cultivo de tabaco está en continuo declive en Europa. O proxecto financiado pola UE Newcotiana (Ábrese nunha nova xanela).

O proxecto tiña como obxectivo cambiar esta percepción mediante o desenvolvemento de variedades competitivas de Nicotiana que se poidan empregar para produtos sen fume, creando unha plataforma de produción axeitada para a bioeconomía da UE e achegando sustentabilidade a un cultivo tradicional. O consorcio traballou con dúas especies de plantas: Nicotiana tabacum, o tabaco cultivado habitualmente, e Nicotiana benthamiana, un tabaco silvestre australiano. Para aproveitar plenamente o potencial destas especies como biofábricas, os científicos tiveron que incorporar características específicas asociadas á estabilidade, a sustentabilidade e o rendemento de compostos de alto valor. Ferramentas para deseñar novas características das plantas Dado que non era posible xerar estas características mediante métodos tradicionais de mellora de cultivos, o consorcio desenvolveu ferramentas para facilitar a mellora acelerada de biofábricas de plantas. «Durante séculos, cultivamos as nosas plantas utilizando técnicas de mellora tradicionais para producir máis e mellores alimentos ou para resistir os patóxenos, pero non para mellorar as biofábricas de medicamentos», destaca o coordinador do proxecto, Diego Orzáez.

Novas técnicas de mellora, incluída a edición do xenoma, melloraron as plantas para o seu uso en biofábricas nun tempo récord. Os investigadores modificaron plantas de tabaco que non florecen no campo, pero que conservan enerxía para aumentar a súa biomasa. Ademais, modificaron estas plantas para evitar a glicosilación non desexada ou para reducir a actividade da protease, dúas características implicadas na calidade e funcionalidade dos produtos proteicos finais obtidos da planta. En varios casos, as plantas modificáronse para conter unha combinación destas características especiais. Aplicacións das plantas modificadas No caso da especie de tabaco cultivada *N. tabacum*, o consorcio enriqueceu a composición da planta con compostos de valor engadido para uso farmacéutico. Un destes compostos foi o escualeno (ábrese nunha nova xanela), unha substancia que se obtén actualmente principalmente de fontes non sostibles (tiburóns) e que se utiliza como adxuvante en moitas formulacións de vacinas. Os investigadores tamén produciron anatabina (ábrese nunha nova xanela), unha molécula relacionada coa nicotina con efectos antiinflamatorios, que se está a investigar como posible tratamento para diversas enfermidades autoinmunes.

A enxeñaría de N. benthamiana foi lixeiramente diferente, xa que esta planta xa era empregada pola industria para producir proteínas recombinantes empregadas en cosméticos e produtos farmacéuticos. Os socios de Newcotiana compartiron a secuencia do xenoma de N. benthamiana para axudar aos equipos no descubrimento de novos biofármacos. Un proceso de biorrefinería sen residuos Xunto cos esforzos para mellorar o valor de mercado destas variedades e quizais enriquecelas con moléculas adicionais de alta gama, os investigadores estableceron un procedemento piloto de biorrefinería sen residuos. «O obxectivo é crear un cultivo e unha industria asociada que sexan polo menos tan rendibles como o cultivo de tabaco para fumar», subliña Orzáez. «Para conseguilo, a lexislación da UE debe ser máis flexible e apoiar a enxeñaría de cultivos industriais».