El proyecto comunitario SmartCell emplea células vegetales como fábricas farmacéuticas

n 2004, cerca de la cuarta parte de los productos farmacéuticos recetados en los países industrializados contenían compuestos derivados de plantas. Entre los fármacos basados en plantas más conocidos se incluyen esteroides de digitoxina, morfina, codeína y quinina. Hasta ahora no ha sido posible producir sustitutos sintéticos que sean tan eficaces y específicos en términos farmacéuticos.

Las plantas vivas producen una amplia variedad de «metabolitos secundarios», compuestos que ayudan a la planta a adaptarse a su entorno. Estos metabolitos secundarios (la resina, por ejemplo) se producen en cantidades pequeñas durante periodos de tiempo muy largos; en el caso de los árboles pueden tardar varios años. A menudo se consideran productos residuales del metabolismo vegetal, pero su valor farmacéutico es enorme.

La mayoría de metabolitos secundarios (también denominados fitofármacos) se encuentran actualmente aislados del conjunto de plantas vivas debido a que su síntesis química es extremadamente difícil y costosa. No obstante, la biosíntesis es un proceso complejo que no se conoce a la perfección, y su rendimiento es menor. Además, muchas de las plantas que producen dichos compuestos tan valiosos resultan difíciles de cultivar o se cultivan en exceso.

Las células vegetales podrían emplearse para producir compuestos farmacéuticos valiosos a gran escala, tal y como se hace con los microbios para producir antibióticos. El Dr. Oksman-Caldentey, del Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia, y coordinador del proyecto, explicó a CORDIS Noticias que «la diferencia es que en los microbios el proceso de producción de antibióticos es breve y relativamente sencillo; en cambio, poco se sabe del mecanismo exacto mediante el cual las plantas pueden producir compuestos de bajo peso molecular».

El consorcio del proyecto SmartCell combinará los esfuerzos de especialistas en varias áreas de investigación con el fin de describir los mecanismos de la producción de metabolitos secundarios. Numerosos expertos en botánica, farmacognosia (el estudio de los medicamentos derivados de fuentes naturales), microbiología, fitoquímica, bioquímica, biología molecular y tecnología de fermentación, aplicarán su amplio espectro de conocimientos al estudio de las vías metabólicas vegetales en células clonadas aisladas. Sus descubrimientos se emplearán para desarrollar herramientas con las que aprovechar dichas vías metabólicas secundarias, sintetizando rápidamente grandes cantidades de compuestos valiosos en términos farmacéuticos. De hecho, estos científicos manipularán células vegetales para que sirvan como «fábricas verdes».

Las actividades iniciales del proyecto SmartCell se centrarán en la síntesis de terpenos, los cuales son producidos por una gran variedad de plantas (sobre todo coníferas). Entre los ejemplos más conocidos de derivados de terpenos están los esteroides, el mentol, el alcanfor y los cannabinoides. Éstos están siendo empleados en los primeros estudios de SmartCell porque los estudios preliminares realizados fueron prometedores, y porque ya existen algunos ejemplos eficaces, como el paclitaxel. Éste es un fármaco contra el cáncer originalmente extraído de la corteza de tejos del Pacífico de sesenta años de antigüedad que se produce en parte a partir de cultivos de células vegetales. Si todo va bien, se aplicarán las mismas herramientas empleadas para sintetizar terpenos para conseguir otros compuestos deseados.

Entre los participantes del proyecto SmartCell están, entre otros, el Instituto de Biotecnología de Bélgica, la Universidad de Leiden (Países Bajos), la Universidad de Lleida (España) y el Instituto Fraunhofer de Biología Molecular (Alemania). El proyecto se encuentra actualmente en proceso de formalizar un acuerdo contractual con la Comisión Europea que aborda cuestiones relativas a los derechos de propiedad. Se espera que las instituciones que participan dispongan de un uso prioritario de las nuevas herramientas, pero que las nuevas tecnologías también estén al alcance de todos. El consorcio compartirá las bases de datos y otros recursos, y quizá se ofrezca de forma gratuita el uso de un banco de cultivos celulares a las instituciones universitarias de investigación. Se están discutiendo los detalles relativos a las tarifas para la industria.