Desarrollan cepas de producción de penicilina que están libres de toxinas

Técnicas de ingeniería genética y de silenciamiento del ARN han permitido desarrollar nuevas cepas de Penicillium chrysogenum productoras de penicilina, pero con niveles muy bajos de micotoxinas. El hallazgo, publicado en Chemistry & Biology, puede ser un nuevo punto de partida de desarrollo para la industria farmacéutica.

Julia Gutiérre. Valladolid | 23/01/2012 00:00

Penicillium chrysogenum (DM)

Investigadores del Instituto de Biotecnología de León (Inbiotec) han obtenido cepas de Penicillium chrysogenum con niveles muy bajos de las micotoxinas roquefortina C y meleagrina. Este hallazgo podría ser de utilidad para la industria farmacéutica, ya que sin estas toxinas se podrá mejorar el proceso de producción de penicilina. El equipo del Inbiotec, dirigido por Carlos García Estrada, ha trabajado en colaboración con Juan Francisco Martín, de la Universidad de León (ULE), y Hans von Döhren, de la Universidad Técnica de Berlín (Alemania). Los resultados se publican en el último número de Chemistry & Biology, con el título A single cluster of coregulated genes encodes the biosynthesis of the mycotoxins roquefortine C and meleagrin in Penicillium chrysogenum.

Obtención de mutantes

Gracias a la caracterización de la agrupación de genes responsables de la producción de roquefortina C y meleagrina y la obtención de mutantes de P. chrysogenum no productores, se podrían modificar los flujos metabólicos y destinar la energía del microorganismo mayoritariamente para la producción de penicilina en vez de para la biosíntesis de otros compuestos tales como dichas toxinas, explica García Estrada, "y con ello serían menos los contaminantes que se originarían y estarían presentes en los caldos de producción de la penicilina".

Para el investigador, "la agrupación génica responsable de la formación de estas micotoxinas está compuesta por siete genes que se expresan de modo coordinado y codifican un posible transportador de micotoxinas, una preniltransferasa, una ciclodipéptido sintetasa no ribosomal, tres oxidorreductasas y una metiltransferasa".

El Inbiotec ha utilizado técnicas de ingeniería genética y de silenciamiento de ARN para crear cepas mutantes de P. chrysogenum que producen niveles muy bajos de ambas micotoxinas. "El hongo filamentoso P. chrysogenum lo emplea la industria farmacéutica para producir penicilina. Dado que las cepas de uso industrial han sufrido modificaciones durante el proceso de mejora llevado a cabo por las diferentes compañías, es posible que durante estos procesos de mejora y selección ya se haya eliminado la formación de otros metabolitos, incluidas las micotoxinas roquefortina C y meleagrina".

De no ser así, los resultados de esta investigación podrían aplicarse para la eliminación de alguno de los genes responsables de su síntesis en las cepas superproductoras de penicilina, mejorando el rendimiento del proceso industrial de obtención del antibiótico.

A partir de la caracterización del genoma de P. chrysogenum, en la que participó activamente el Inbiotec, tal y como se publicó en Nature Biotechnology en 2008, se han podido determinar los genes de este hongo filamentoso que intervienen en la biosíntesis de la roquefortina C y la meleagrina.

Metabolitos saludables

P. chrysogenum, el microorganismo que se emplea industrialmente para la producción de penicilina, es un moho que en condiciones naturales crece sobre el pan y otros alimentos como frutas, cebollas e incluso en el vino, produciendo unos metabolitos secundarios denominados micotoxinas. Dos de ellas son la roquefortina C y meleagrina. A pesar de que P. chrysogenum no se emplea en la industria quesera, otra especie del mismo género denominada Penicillium roqueforti es la responsable de la maduración de los quesos de tipo azul. Ambas tienen numerosos genes en común, por lo que igualmente se podrían obtener cepas de P. roqueforti completamente libres de estas micotoxinas.

No obstante, insiste en que a pesar de que P. roqueforti produce roquefortina C y meleagrina, los niveles de estas sustancias presentes en el queso azul son insignificantes. El queso azul se ha consumido tradicionalmente durante siglos sin que se haya notificado intoxicación alimentaria. P. roqueforti produce otros metabolitos saludables, como las andrastinas, las cuales tienen propiedades antitumorales.

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