¿Cultivar y comer tus propias vacunas?
Una subvención permite estudiar las plantas como fábricas de ARNm
El futuro de las vacunas puede parecerse más a comer una ensalada que a recibir una inyección en el brazo. Los científicos de la UC Riverside estudian si pueden convertir plantas comestibles como la lechuga en fábricas de vacunas de ARNm.
El futuro de las vacunas podría parecerse mucho a esto.
Piqsels
Cloroplastos (magenta) en hojas que expresan una proteína verde fluorescente. El ADN que codifica la proteína se administró mediante nanomateriales dirigidos sin ayuda mecánica aplicando una gota de la nanoformulación a la superficie de la hoja.
Israel Santana/UCR
La tecnología del ARN mensajero o ARNm, utilizada en las vacunas COVID-19, funciona enseñando a nuestras células a reconocer y protegernos contra las enfermedades infecciosas.
Uno de los retos de esta nueva tecnología es que debe conservarse en frío para mantener su estabilidad durante el transporte y el almacenamiento. Si este nuevo proyecto tiene éxito, las vacunas de ARNm de origen vegetal -que se pueden comer- podrían superar este reto con la capacidad de ser almacenadas a temperatura ambiente.
Los objetivos del proyecto, que ha sido posible gracias a una subvención de 500.000 dólares de la National Science Foundation, son tres: demostrar que el ADN que contiene las vacunas de ARNm puede introducirse con éxito en la parte de las células vegetales donde se replicará, demostrar que las plantas pueden producir suficiente ARNm para rivalizar con una inyección tradicional y, por último, determinar la dosis adecuada.
"Lo ideal sería que una sola planta produjera suficiente ARNm para vacunar a una sola persona", dijo Juan Pablo Giraldo, profesor asociado del Departamento de Botánica y Ciencias Vegetales de la UCR que dirige la investigación, realizada en colaboración con científicos de la UC San Diego y la Universidad Carnegie Mellon.
"Estamos probando este enfoque con espinacas y lechugas y tenemos el objetivo a largo plazo de que la gente lo cultive en sus propios jardines", dijo Giraldo. "Los agricultores también podrían llegar a cultivar campos enteros".
La clave para que esto funcione son los cloroplastos, pequeños órganos de las células vegetales que convierten la luz solar en energía que la planta puede utilizar. "Son pequeñas fábricas alimentadas por el sol que producen azúcar y otras moléculas que permiten a la planta crecer", dijo Giraldo. "También son una fuente sin explotar para fabricar moléculas deseables".
En el pasado, Giraldo ha demostrado que es posible que los cloroplastos expresen genes que no forman parte de la planta de forma natural. Él y sus colegas lo hicieron enviando material genético extraño a las células vegetales dentro de una carcasa protectora. Una de las especialidades del laboratorio de Giraldo es determinar las propiedades óptimas de estas carcasas para su introducción en las células vegetales.
Para este proyecto, Giraldo se asoció con Nicole Steinmetz, profesora de nanoingeniería de la Universidad de California en San Diego, para utilizar nanotecnologías diseñadas por su equipo, que permitirán enviar material genético a los cloroplastos.
"Nuestra idea es reutilizar las nanopartículas naturales, es decir, los virus de las plantas, para que lleven el material genético a las plantas", explica Steinmetz. "Hay que hacer algo de ingeniería para que las nanopartículas lleguen a los cloroplastos y también para que no sean infecciosas para las plantas".
Para Giraldo, la oportunidad de desarrollar esta idea con el ARNm es la culminación de un sueño. "Una de las razones por las que empecé a trabajar en nanotecnología fue para poder aplicarla a las plantas y crear nuevas soluciones tecnológicas. No sólo para los alimentos, sino también para los productos de alto valor, como los farmacéuticos", dijo Giraldo.
También codirige un proyecto relacionado con el uso de nanomateriales para suministrar nitrógeno, un fertilizante, directamente a los cloroplastos, donde las plantas más lo necesitan.
El nitrógeno es limitado en el medio ambiente, pero las plantas lo necesitan para crecer. La mayoría de los agricultores aplican nitrógeno al suelo. Como resultado, aproximadamente la mitad acaba en las aguas subterráneas, contaminando los cursos de agua, provocando la proliferación de algas e interactuando con otros organismos. También produce óxido nitroso, otro contaminante.
Este enfoque alternativo haría llegar el nitrógeno a los cloroplastos a través de las hojas y controlaría su liberación, un modo de aplicación mucho más eficiente que podría ayudar a los agricultores y mejorar el medio ambiente.
La Fundación Nacional de la Ciencia ha concedido a Giraldo y sus colegas 1,6 millones de dólares para desarrollar esta tecnología de suministro de nitrógeno dirigido.
"Estoy muy entusiasmado con toda esta investigación", dijo Giraldo. "Creo que podría tener un gran impacto en la vida de las personas".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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