{"id":48283,"date":"2020-09-18T13:08:02","date_gmt":"2020-09-18T11:08:02","guid":{"rendered":"https:\/\/espores.org\/?p=48283"},"modified":"2022-07-04T13:41:07","modified_gmt":"2022-07-04T11:41:07","slug":"nicotiana-benthamiana-cultivar-la-vacuna-contra-la-covid-19","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espores.org\/es\/es-investigacion\/nicotiana-benthamiana-cultivar-la-vacuna-contra-la-covid-19\/","title":{"rendered":"Nicotiana benthamiana: cultivar la vacuna contra la COVID-19"},"content":{"rendered":"<p>En este escenario de nuevas estrategias tecnol\u00f3gicas la especie <em>Nicotiana benthamiana Domin<\/em> (Solanaceaea) ha adquirido gran relevancia, debido a que puede ser utilizada de forma eficaz en el dise\u00f1o y producci\u00f3n de una vacuna anti-COVID-19. Tras un mes de investigaci\u00f3n, la empresa biotecnol\u00f3gica <em>Medicago, Inc.,<\/em> confirm\u00f3 en abril que dispone de un candidato a vacuna producido en plantas de <em>N. bethamiana,<\/em> capaz de inducir respuesta inmunol\u00f3gica en ratones de laboratorio. Durante este mes de julio <em>Mendicago Inc.<\/em> inici\u00f3 el ensayo cl\u00ednico de Fase I con resultados robustos, que permitir\u00e1n iniciar las Fases II y III el mes de octubre.&nbsp;<\/p>\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"1200\" height=\"900\" class=\"wp-image-48272\" src=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Nicotiana-benthamiana-Chandres-Wikimedia-Commons.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Nicotiana-benthamiana-Chandres-Wikimedia-Commons.jpg 1200w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Nicotiana-benthamiana-Chandres-Wikimedia-Commons-300x225.jpg 300w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Nicotiana-benthamiana-Chandres-Wikimedia-Commons-768x576.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 1200px) 100vw, 1200px\" \/><figcaption>\n<p>Infiltraci\u00f3n a Nicotiana benthamiana.\/ <a href=\"https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:Agroinfiltration.jpg\">Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<p>De forma solapada a este avance, y dado el inter\u00e9s y potencial de esta especie vegetal para el dise\u00f1o de mol\u00e9culas de inter\u00e9s biom\u00e9dico, la plataforma internacional<a href=\"https:\/\/newcotiana.org\/\"><em> Newcotiana<\/em><\/a> ha liberado y puesto a disposici\u00f3n de empresas e investigadores el genoma secuenciado de esta solan\u00e1cea, en el intento de agilizar cualquier progreso en el desarrollo de una vacuna.<\/p>\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es as\u00ed como nuestro conocimiento de las plantas y su biotecnolog\u00eda puede convertirse en un elemento estrat\u00e9gico de gran impacto para mitigar los efectos de la COVID-19. En los pr\u00f3ximos a\u00f1os coexistir\u00e1n varias vacunas eficaces como estrategia terap\u00e9utica de inmunizaci\u00f3n. Estamos seguros de que una de ellas estar\u00e1 cultivada en plantas.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00bfQu\u00e9 pueden aportar las plantas a la lucha contra la COVID-19?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nuestro conocimiento del mundo vegetal y de su biotecnolog\u00eda va a ser un elemento clave y sin precedentes en la lucha contra el nuevo coronavirus. Que las plantas puedan ser utilizadas para el dise\u00f1o y producci\u00f3n de vacunas es un hecho muy poco conocido, que contrasta con la creciente solidez que esta l\u00ednea de investigaci\u00f3n ha adquirido en la \u00faltima d\u00e9cada. <\/p>\n\n\n<p>Esta tecnolog\u00eda, basada en el uso de diferentes especies de plantas (pero tambi\u00e9n de animales) para la producci\u00f3n de f\u00e1rmacos, es conocida como <em>Molecular Pharming<\/em> y utiliza seres vivos modificados gen\u00e9ticamente, con el objetivo de obtener prote\u00ednas de inter\u00e9s biom\u00e9dico (ant\u00edgenos, anticuerpos, enzimas, hormonas, etc.). Si bien en sus inicios presentaba resultados escasos y poco prometedores, treinta a\u00f1os de investigaci\u00f3n la han convertido en una tecnolog\u00eda s\u00f3lida y eficiente. Tanto es as\u00ed que fue el sistema de producci\u00f3n seleccionada para dise\u00f1ar el primer c\u00f3ctel de anticuerpos (ZMapp) utilizado para el tratamiento de la enfermedad por el virus del \u00c9bola. Este mismo sistema ha sido utilizado en la producci\u00f3n de la enzima terap\u00e9utica <em>taliglucerasa alfa<\/em>, cultivada en c\u00e9lulas de zanahoria, de uso exitoso en las personas con enfermedad de Gaucher, que carecen precisamente de esa enzima.<\/p>\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"1200\" height=\"788\" class=\"wp-image-48231\" src=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/investigadores-canada-trabajando-en-el-Zmapp.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/investigadores-canada-trabajando-en-el-Zmapp.jpg 1200w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/investigadores-canada-trabajando-en-el-Zmapp-300x197.jpg 300w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/investigadores-canada-trabajando-en-el-Zmapp-768x504.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 1200px) 100vw, 1200px\" \/><figcaption>Investigadora trabajando en el Zmapp.\/ Public Health Agency of Canada<\/figcaption><\/figure>\n<p>Por otra parte, desde el a\u00f1o 2017 y auspiciada por la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS), se trabaja en una vacuna contra la Polio-3 cultivada en plantas de <em>Nicotiana benthamiana. <\/em>El \u00faltimo de los f\u00e1rmacos que apuntala este sistema de producci\u00f3n es la vacuna antigripal tetravalente virus <em>like particle<\/em> (VLP), actualmente en fase cl\u00ednica III con inmejorables resultados, producida en hojas de esta especie, y que se convertir\u00e1 en la primera vacuna antigripal, para uso humano, desarrollada con esta tecnolog\u00eda.<\/p>\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Cultivar vacunas en plantas: <em>Molecular pharming<\/em><\/h2>\n\n\n<p>De forma muy sint\u00e9tica, la tecnolog\u00eda <em>Molecular pharming<\/em> se basa en la obtenci\u00f3n de prote\u00ednas recombinantes por edici\u00f3n gen\u00f3mica y mediaci\u00f3n de plantas (o animales). El sistema de expresi\u00f3n de estas prote\u00ednas puede producirse en plantas completas o en algunos de sus \u00f3rganos (hojas, semillas, tub\u00e9rculo o frutos), pero tambi\u00e9n pueden utilizarse sistemas de propagaci\u00f3n de biomasa, como son las c\u00e9lulas vegetales cultivadas en biorreactores.<\/p>\n<p>Unos de los aspectos m\u00e1s interesantes de esta tecnolog\u00eda aplicada al manejo de la planta entera, es la posibilidad de generar cultivos con modificaciones gen\u00e9ticas transitorias y que, por tanto, no tienen la condici\u00f3n de organismo gen\u00e9ticamente modificado (ya que los genes editados no son heredables en la descendencia). Este sistema es r\u00e1pido y de elevada producci\u00f3n. Por ejemplo, en hojas de<em> Nicotiana benthamiana <\/em>se tarda algo menos de 10-12 d\u00edas en producir ant\u00edgenos para una vacuna. De hecho, supera de forma notable a los sistemas de producci\u00f3n de vacunas cl\u00e1sicos basados en cultivo de bacterias como <em>Escherichia coli,<\/em> levaduras como<em> Saccharomyces cerevisiae <\/em>u ovocitos de h\u00e1mster chino, [Cricetulus griseus] (CHO).<\/p>\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"1200\" height=\"807\" src=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/\/Esquema-Plantes-Covid-2-1-1200x807.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-48321\" srcset=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Esquema-Plantes-Covid-2-1-1200x807.jpg 1200w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Esquema-Plantes-Covid-2-1-300x202.jpg 300w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Esquema-Plantes-Covid-2-1-768x516.jpg 768w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Esquema-Plantes-Covid-2-1.jpg 1429w\" sizes=\"(max-width: 1200px) 100vw, 1200px\" \/><figcaption>Dise\u00f1o simplificado vacuna VLP en <em>Nicotiana benthamiana.<\/em>\/ Antonio Pla Celdr\u00e1n<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En concreto, para la COVID-19 y utilizando el sistema de expresi\u00f3n transitoria de genes se pueden dise\u00f1ar sueros inmunol\u00f3gicos, vacunas o mol\u00e9culas de inter\u00e9s diagn\u00f3stico utilizadas en test. En la fase actual de la pandemia este ser\u00eda el modelo de dise\u00f1o m\u00e1s adecuado debido a la urgencia de las medidas de inmunizaci\u00f3n de la poblaci\u00f3n. <\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Por otra parte, se pueden establecer modificaciones gen\u00f3micas permanentes para dise\u00f1ar una vacuna de administraci\u00f3n oral, que tambi\u00e9n podr\u00eda ser fabricada por sistemas de propagaci\u00f3n de biomasa mediante el cultivo de c\u00e9lulas vegetales en biorreactores (c\u00e9lulas de arroz y zanahoria). La administraci\u00f3n oral de una vacuna ser\u00eda oportuna, probablemente, en un escenario postpand\u00e9mico, y dentro de grandes proyectos futuros de vacunaci\u00f3n, ya que sus tiempos de producci\u00f3n son mayores que las transformaciones gen\u00f3micas transitorias. Aunque son notables los esfuerzos para la obtenci\u00f3n, en plantas, de la vacuna de administraci\u00f3n oral, no podemos considerarla actualmente una realidad terap\u00e9utica para el uso humano, pues a\u00fan es necesario desarrollar aspectos relacionados con la bioseguridad, producci\u00f3n y reglamentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Este sistema de producci\u00f3n de vacunas y sueros inmunol\u00f3gicos (inyectable u oral) mediado por plantas y basado en la edici\u00f3n gen\u00f3mica se concibi\u00f3 como el ideal para escenarios epid\u00e9micos como el actual y presenta varias ventajas respecto a m\u00e9todos tradicionales: 1) elevada capacidad de producci\u00f3n; 2) bajo coste; y 3) escalabilidad variable. Tambi\u00e9n debemos considerar el hecho de que este tipo de producci\u00f3n en plantas elimina fen\u00f3menos de contaminaci\u00f3n de cultivos por otros virus humanos. Por otra parte, puede solucionar problemas de distribuci\u00f3n, almacenamiento y conservaci\u00f3n a los que las regiones m\u00e1s empobrecidas del planeta se enfrentan con los m\u00e9todos cl\u00e1sicos de producci\u00f3n y distribuci\u00f3n de vacunas.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00bfQu\u00e9 tiene de particular <em>Nicotiana benthamiana<\/em>?<\/h2>\n\n\n<p>Esta solan\u00e1cea de crecimiento r\u00e1pido, conocida para la ciencia desde el a\u00f1o 1929 centra la mayor parte de los esfuerzos actuales para la producci\u00f3n de vacunas o sueros inmunol\u00f3gicos contra muchas enfermedades humanas y animales y, entre ellas, la COVID-19.&nbsp; Es una especie originaria de los subdesiertos del noroeste de Australia, emparentada con la planta del tabaco (Nicotiana tabacum L.). La especie es resultado de una hibridaci\u00f3n natural ocurrida hace unos 10 millones de a\u00f1os, entre <em>Nicotiana sylvestris<\/em> Speg. &amp; S. Comes y <em>N. tomentosiformis<\/em> Goodsp., dos especies que actualmente no conviven de forma natural ni est\u00e1n presentes en el continente australiano. El inter\u00e9s de esta especie radica en la particularidad de que crece en ambientes extremos. Este hecho condiciona que tenga pocos enemigos naturales y, por tanto, que su repertorio inmunol\u00f3gico est\u00e9 muy suavizado. Realmente es la escasez de agua el enemigo m\u00e1s importante que tiene durante su desarrollo en su h\u00e1bitat natural, con precipitaciones anuales inferiores a 330 litros por metro cuadrado.<\/p>\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"1200\" height=\"823\" src=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/\/Diseno-sin-titulo-5-1-1200x823.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-48324\" srcset=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Diseno-sin-titulo-5-1-1200x823.jpg 1200w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Diseno-sin-titulo-5-1-300x206.jpg 300w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Diseno-sin-titulo-5-1-768x527.jpg 768w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Diseno-sin-titulo-5-1-1536x1053.jpg 1536w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/Diseno-sin-titulo-5-1.jpg 1810w\" sizes=\"(max-width: 1200px) 100vw, 1200px\" \/><figcaption>A la izquierda ejemplar de <em>Nicotiana tomentosiformis<\/em> y a la derecha <em>Nicotiana sylvestris<\/em>.\/ <a href=\"https:\/\/alchetron.com\/Nicotiana-tomentosiformis\">Alchetron<\/a>\/ <a href=\"https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:P1000475_Nicotiana_sylvestris_(Flowering_tobacco)_(Solanaceae)_Plant.JPG\">Wikimedia Commons<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Desde un punto de vista gen\u00e9tico la especie presenta una disfuncionalidad que afecta al gen Rdr1. Este gen tiene un papel director en un mecanismo de defensa de la c\u00e9lula vegetal frente a \u00e1cidos nucleicos extra\u00f1os (como los que forman los virus, por ejemplo). Esta baja actividad de su sistema inmunol\u00f3gico permite, con cierta facilidad, introducir en la planta secuencias gen\u00e9ticas mediante vectores, que posibiliten la expresi\u00f3n, con car\u00e1cter transitorio, de prote\u00ednas ajenas a su propio metabolismo. La especie es un modelo de experimentaci\u00f3n vegetal bien conocido y su genoma ha sido completamente secuenciado. Su alta susceptibilidad a los virus y su capacidad para expresar transgenes de forma transitoria la han convertido en un modelo revolucionario para el dise\u00f1o de vacunas.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Proyecto Internacional <em>Newcotiana<\/em><\/h2>\n\n\n<p>La plataforma internacional <a href=\"https:\/\/newcotiana.org\/\">Newcotiana<\/a>, creada en 2018 y coordinada por el investigador Diego Orz\u00e1ez, del Instituto de Biolog\u00eda Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del CSIC y la Universitat Polit\u00e8cnica de Val\u00e8ncia, fue concebido como una plataforma biotecnol\u00f3gica con el fin de crear, desarrollar y adaptar herramientas gen\u00e9ticas de alta precisi\u00f3n (CRISPR \/ Cas9) para el mejoramiento de las <em>especies Nicotiana benthamiana<\/em> y<em> N. tabacum.<\/em><\/p>\n<p>Las mejoras de estas especies por edici\u00f3n gen\u00f3mica han estado dirigidas al desarrollo de biomol\u00e9culas de inter\u00e9s biom\u00e9dico y, en definitiva, a generar un valor a\u00f1adido y un cambio de nicho econ\u00f3mico para los cultivos de tabaco. Con car\u00e1cter inicial, esta plataforma secuenci\u00f3 el genoma de <em>N. benthamiana<\/em>. Conocer este mapa gen\u00e9tico es imprescindible para realizar cambios de alta precisi\u00f3n en el genoma de la planta. Estas modificaciones podr\u00e1n aumentar tanto la efectividad de las mol\u00e9culas biom\u00e9dicas obtenidas, en este caso vacunas o sueros inmunol\u00f3gicos, como la cantidad producida por cultivo. Como dec\u00edamos al inicio, la situaci\u00f3n actual de emergencia sanitaria ha propiciado que este consorcio haya puesto a disposici\u00f3n de investigadores y empresas el genoma de la planta, para que puede ser utilizada en la producci\u00f3n de vacunas anti-COVID19. Muy probablemente esta cesi\u00f3n del genoma agilizar\u00e1 de forma notable el posible desarrollo biotecnol\u00f3gico de una vacuna mediada por <em>Nicotiana benthamiana.<\/em><\/p>\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Antonio Pla Celdr\u00e1n. M\u00e1ster en biotecnolog\u00eda y medio ambiente, consultor ambiental y coordinador de Bi\u00f3logos por Espa\u00f1a.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><a href=\"https:\/\/www.un.org\/sustainabledevelopment\/es\/health\/\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/ods-3-5.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-56319\" width=\"348\" height=\"112\" srcset=\"https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/ods-3-5.png 464w, https:\/\/espores.org\/wp-content\/uploads\/ods-3-5-300x96.png 300w\" sizes=\"(max-width: 348px) 100vw, 348px\" \/><\/a><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En este escenario de nuevas estrategias tecnol\u00f3gicas la especie Nicotiana benthamiana Domin (Solanaceaea) ha adquirido gran relevancia, debido a que puede ser utilizada de forma eficaz en el dise\u00f1o y producci\u00f3n de una vacuna anti-COVID-19. 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