miércoles, 15 de abril de 2015

Olores genéticamente modificados

- ¿A qué huelen las nubes?
- Pues no lo sé. (¿A nada?)
- ¿Y las rosas?
-  Pues a rosas (¿no?) 
[...] 




La tecnología de la transgénesis se puede aplicar a microorganismos, animales y plantas, incluidas aquellas de interés alimentario, normalmente con el fin de obtener cualidades nuevas o mejoradas. En el caso de los microorganismos, el objetivo suele ser la producción de una molécula de forma rápida, segura y con bajo costo. Quizá los más aceptados son los microorganismos modificados genéticamente, sin los cuales, ciertamente, la vida sería un poquito más complicada, especialmente para determinados enfermos. No olvidemos que, por poner un ejemplo, la insulina obtenida a partir de microorganismos modificados fue la primera proteína recombinante aprobada como fármaco en 1982. Más barata de producir, potente y segura que las generaciones anteriores obtenidas de páncreas de vacas o cerdos y gracias a la cual, hoy en día supone un tratamiento asequible para cualquiera que la necesite. 

Desde esos años '80, la biotecnología no ha hecho más que avanzar a pasos agigantados y las aplicaciones son cada vez más numerosas e interesantes. Muchas de ellas, incluso necesarias (cultivos de interés agronómico resistentes a condiciones ambientales adversas como la sequía, a plagas, vacunas obtenidas de plantas, fármacos, y un largo etcétera). 

En los alimentos, la biotecnología, como sabéis no es algo nuevo. Ya llevamos miles de años haciéndola, aunque claro, ellos no la llamaban así. Igual no sabían ni la repercusión que tendría en la humanidad. Pero ya se obtenían alimentos usando microorganismos y los procesos metabólicos llevados a cabo por estos. Desde el vino hace 8000 años (se ha encontrado en Armenia una bodega datada en el año 6000 a.C) hasta la industrialización del primer yogur en el año 1919*


Timeline de algunos de los alimentos obtenidos por biotecnología. Fuente\\ Ginkgo Bioworks. 


* A pesar de que algunas fuentes refieren el año 1919 como el primero en el que el fundador de la casa Danone, Isaac Karasso comercializó el yogur, lo cierto es que en La Vanguardia de 1911 no solo aparecía publicidad sobre el producto, sino dónde adquirirlo. ¿Qué habrá sido de ese comercio?


Anuncio aparecido en "La Vanguardia" de Barcelona en 1911.
Fuente http://www.historiacocina.com
Alimento vigoroso desinfectante intestinal.... !


Entre los microorganismos, las levaduras han estado constantemente sujetas tanto a modificación genética como a selección artificial, con el fin de obtener cepas más eficientes en la elaboración del vino y el pan. Saccharomyces cerevisiae es la especie microbiana más importante en la transformación del mosto de uva en vino. Hablamos de la misma especie responsable de la producción del pan, la cerveza, los destilados alcohólicos y, fuera del ámbito occidental, de múltiples procesos fermentativos de productos naturales.
Características deseables y no deseables en la selección de levaduras
para producción de vinos de calidad. Fuente \\ Acenología
Mejoradas como iniciadores de la fermentación del vino, capaces de producir fermentaciones con baja concentración de azúcar residual, buena tolerancia al etanol, temperatura, capacidad de fermentar a altas presiones, etc. Si en algo ha avanzado la enología es sin duda en la posibilidad de controlar los microorganismos responsables de la fermentación. De hecho (cómo ha pasado el tiempo!) hace ya 3 años que os comenté hablando del vino ecológico, que Bodegas Terras Gauda se convirtió en la primera bodega gallega que ofrece un albariño con levadura patentada, tras cuatro años de colaboración con el CSIC. Los investigadores consiguieron modificarla genéticamente introduciendo el gen LIS de la planta Clarkia breweri en la levadura vínica S. cerevisiae. Este gen codifica la enzima linalol linasa, que a su vez es responsable de la síntesis del linalol. De este modo se consigue que en el transcurso del proceso de fermentación, la levadura sea capaz de producir novo linalol. Este componente está asociado al aroma afrutado y floral que pueda presentar un vino. [Tabla ampliable de compuestos químicos y olores relacionados]. El resto de las pruebas realizadas han mostrado que la modificación genética no ha provocado ningún cambio en la capacidad fermentativa del vino, es decir, las levaduras han mantenido el mismo ritmo de crecimiento, producción de etanol o consumo de azúcar que las levaduras convencionales.

Del conocimiento surgen aplicaciones. Y el uso de levaduras para mejorar un aroma también puede ser enfocado para crearlo...

Ginkgo Bioworks fue fundada en 2008 y tiene su sede en Boston. Está especializada en el desarrollo de microorganismos para producir ingredientes cultivables como aromas, fragancias, cosméticos y edulcorantes. O dicho de otro modo, produce ingredientes de origen microbiano. Los investigadores trabajan directamente con los perfumistas para crear nuevas fragancias. 

El aceite de rosa es un componente clásico del perfume. Tradicionalmente, las rosas se cultivan en grandes campos en Bulgaria o Turquía, luego son recogidas a mano y destiladas para extraer el aceite aromático. La ventaja principal que otorga este sistema de cultivo microbiológico, es el ahorro que supone respecto al procedimiento tradicional. Tanto la calidad como el precio de las rosas pueden fluctuar mucho de un año a otro, influenciado por factores como los desastres naturales, la escasez de mano de obra, enfermedades que afecten al cultivo o, simplemente, una estación de crecimiento pobre. Las materias primas pueden oscilar entre 10-100 $ por kilo. 


Valle de las rosas. Bulgaria. Fuente

Y ¿qué es lo que hacen? Han utilizado una levadura y la han modificado genéticamente para obtener el aroma de las rosas. Entre el principio y el fin, el proceso se ha basado en identificar cuáles son los enzimas responsables de la producción de su olor y modificar el genoma de la levadura para que lleve a cabo las reacciones metabólicas necesarias para producir esos mismos compuestos químicos. No solo usan los genes de las rosas, sino también del maíz o del jacinto que hacen el mismo trabajo. Esto se debe a que en muchas ocasiones, se han encontrado genes de otra especie pero muy relacionados (con el gen en cuestión de la rosa) que funcionan mejor en levadura y tienen la misma función. 

¿Os suena Chloé? (Me encanta) Pues es un cliente de la compañía francesa Robertet, compañía que se ha asociado con Ginkgo Bioworks para utilizar sus ingredientes naturales en sus fragancias. A pesar de lo que pueda parecer, los expertos de esta compañía están convencidos de que hay un mercado para las fragancias procedentes de hongos. Es cierto que el aroma a rosa se puede reproducir utilizando sustitutos sintéticos creados a partir de la mezcla de 4 ó 5 productos químicos, sin embargo. los perfumistas de la compañía creen que el uso de hongos está a la altura del olfato de grandes expertos capaces de reconocer los perfumes de alta gama. 

Aproximadamente cada mes, Ginkgo envía muestras de las cepas a los perfumistas de Robertet. Ellos las evalúan y mandan el informe a Ginkgo, pidiendo que el aroma sea más fuerte, más débil, que jueguen con las cualidades florales, almizcladas o afrutadas. Una vez que reciben el visto bueno de los perfumistas y han aprobado esas cepas, los científicos de Ginkgo crearán una sola cepa de levadura con todas las modificaciones genéticas que conducen a un único aroma idéntico a rosas. 

[Si seguís leyendo, al final os contaré algo sobre un perfume que creó esta empresa] 

Si pensamos en las ventajas del uso de microorganismos para la creación de aromas, además de la pasta que se ahorrarían en todo el proceso de obtención (recordad lo de recoger las rosas a mano, destilar, transportar...), también serían fragancias consistentes, de mayor calidad y duración, ya que todo se llevaría a cabo en un ambiente controlado.  Además, supone una importante mejora respecto a la gran mayoría de perfumes sintéticos, que son producidos a partir de productos petroquímicos. aquel. Incluso ya tendría nombre Parfum Extinctio.
Por otro lado, en algún momento se podría lograr algo que hoy por hoy es complicado: conseguir aromas que imiten compuestos de flores de difícil obtención, como es el caso de orquídeas de la selva que no se dejan cultivar fuera de su medio. O ir más allá... Están buscando muestras de flores silvestres de la Edad de Hielo que se hayan conservado en el permafrost. Si han sobrevivido fragmentos de ADN, los investigadores podrían desarrollar una cepa de levadura que imitara la fragancia de plantas que están extinguidas. Oler a una planta que no existe en la actualidad. Tiene su aquel.

Aunque hay cientos de compuestos responsables de la fragancia entre las diferentes variedades de rosa, los más comunes y característicos son:
  • Citronelol. También encontrado en velas de citronela. Aporta un olor dulce.
  • Geraniol. Refuerza el aroma de rosas.
  • Nerol. Proporciona el olor a fresco en las rosas.
  • Farnesol. Este compuesto de olor dulce en combinación con los tres anteriores dan rosas su olor característico.
  • Linalol. A menudo se utiliza en productos de limpieza con fragancias florales.
  • Eugenol. También se encuentra en las hojas de laurel y aceite de clavo, tiene un olor picante.
  • Óxido de rosa. Tiene un olor a hierba; refuerza la fragancia inicial a rosas o aporta una nota superior

































[...] 
-  ¿Y a qué huele la levadura?
- A rosas. 



Lo que os quería comentar de Robertet es que es una casa francesa de bastante renombre. Sin embargo, en 2012 creó algo no exento de polémica. Anunciaba la salida de un perfume llamado Prends-moi (Llévame) cuya propiedad era hacer perder peso a la persona que lo usaba. Ya había 6000 mujeres en lista de espera para comprarlo. La compañía avisaba que no era un fraude ni un producto milagro porque estaba basado en investigaciones sobre aromaterapia y neurocosmética (¿esto qué es??). 
Aquí va la explicación científica [sic]: el secreto del perfume se encuentra en la betaphroline, un compuesto que induce la liberación de endorfina-β, asociada al placer,  a través de los queratinocitos (células que representan el 90% de la piel), disminuye el estrés, la ansiedad y elimina las ganas de comer, enviando un mensaje de placer y saciedad al cerebro y ayudando a no caer en la tentación de picotear entre comidas.

Además contiene un complejo adelgazante de cafeína, extractos de carnitina y espirulina, un alga que activa dos enzimas involucradas en el proceso de la quema de grasas.

El perfume salió en versión masculina y femenina, en un formato unisex a un precio aproximado de 40-50 euros. Ni idea del éxito obtenido pero siempre habrá quien afirme que le ha funcionado ¿verdad? ;-)



8 comentarios:

  1. Aromas. propiedades organolépticas, levaduras, transgénicos... Me recuerda viejos tiempos.
    En los inicios de los 90 trabajé con un vector para producir unas proteínas humanas, que no vienen al caso, por levadura. Ese plásmido fue creado para la producción de péptidos con propiedades organolépticas. De hecho, una compañía cosmética financió una tesis para la producción de péptidos recombinantes que tuvieran aromas de interés... Fue una tesis dura y no demasiado exitosa en cuanto a la consecución de un buen péptido-aroma-candidato y establecimiento de una metodología clara. El doctorando aprendió muchísimo quizás gracias a la dificultad del trabajo. La compañía cosmética contrató al doctor.
    No he vuelto a saber nada de esa, ya vieja, historia pero recientemente he visto que recombinantes vuelven a la escena de la cosmética. Habrá que ver si superan el estigma transgénico.
    Por cierto, Saccharomyces cerevisiae huele muy bien.
    Felicidades y muchas gracias por tus artículos de divulgación
    @mpz7

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    1. Me parece interesantísimo lo que cuentas. Entiendo que debe ser un tema complejo porque trabajar con aromas no creo que sea fácil. La biotecnología cosmética (no estoy muy puesta en ella) parece que tiene gran potencial aunque creo que también corre el riesgo de ser susceptible en algunos casos de pseudomarketing. ¿Cómo diferenciar una crema con ADN vegetal o células madre de las que actualmente se anuncian de la que realmente tenga un componente efectivo?

      Respecto al estigma transgénico, la regulación cambia según EEUU o la CE, pero sí es cierto que hay reticencias a mostrar en el etiquetado de este tipo de productos que uno de sus ingredientes haya sido obtenido por ingeniería genética en una levadura. Habrá quien le repela pensar que va oliendo "a hongo" (a pesar de que no es así) o que lleva algo procedente de un OMG encima, aunque concretamente esta empresa utiliza hongos, bacterias y algas para obtener sus componentes naturales. Fíjate, esto es lo que opina uno de los investigadores de la empresa:

      "So will your future rose perfume ever be labeled a genetically modified organism? Boyle doesn't think so, since the scent is produced by the engineered yeast, but does not contain the yeast itself. That, however, could still be a problem for some: When the cereals Cheerios and Grape Nuts went GMO-free, they had to remove some supplementary vitamins, which are likely produced by genetically modified bacteria."

      Muchas gracias por tu comentario María. Me ha hecho ilusión verte por aquí.
      Un beso!

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    2. Las reivindicaciones de marketing son las que pilotan la industria cosmética. Sin embargo, hay ensayos en cultivos celulares que pueden discernir muy bien cuando un compuesto tiene una actividad (eficacia), si es tóxico o no y su dosis adecuada... Muchas son pruebas normalizadas OECD y otros ensayos a medida dependerán del rigor científico (como en todo), lo que es cierto es que disponemos de tecnología celular y molecular para demostrar las funcionalidades de un producto. Eso sí, siempre y cuando no sean del tipo"etéreo-místicas"
      Siempre es un placer leerte.
      @mpz7

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    3. Noooo, espera, que no me he explicado bien. La pregunta era desde el punto de vista del comprador, no del investigador. Hay ya muchas cremas en el mercado con nombres atractivos e ingredientes que parece que te van a quitar 20 años de encima (oro, veneno de serpiente, activadores de células madre de la dermis, células madre directamente, ADN, baba de caracol, polvo de perlas...).
      A nivel de laboratorio, está claro que muchos ensayos son los que determinarán si los ingredientes son efectivos.

      Otra cosa es que los que algunos de los que se anuncian, tengan el efecto que prometen... más allá de una hidratación / nutrición de la piel.

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  2. Genial post como siempre, Rosa. Una pregunta de ignorante: ¿En la práctica esto cómo se hace? Me refiero a que entiendo cómo usar una levadura modificada para fabricar vino, pues la molécula responsable del aroma pasa al producto durante la propia elaboración. Pero en el caso de los perfumes, ¿tienen in vitro a las levaduras sobreexpresando la enzima y le añaden el sustrato para que produzca geraniol (por poner un ejemplo) que luego purifican y añaden al perfume?

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    1. Muchas gracias Luis!!!!

      Una respuesta de otra ignorante: Hubiera dicho lo mismo que tú. No encuentro más detalle de cómo tiene lugar el proceso. Leo que programan las células y que un robot rompe las células reprogramadas, extrae los componentes y son analizados por cromatografía líquida y espectrometría de masas. Supongo que a partir de ahí, lo más lógico es pensar lo que has dicho. Una vez identificado el compuesto, imagino que lo purificarán y obtendrán un aceite de levadura que huele a rosas.

      Tiene este aspecto (la imagen es de Patrick Boyle, investigador de Ginkgo Bioworks y es el aceite de rosas obtenido):

      [img]http://h.fastcompany.net/multisite_files/fastcompany/imagecache/inline-large/inline/2014/12/3039743-inline-s-1-img6029.jpg[/img]

      Un gustazo verte por aquí, como siempre!

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  3. El paso siguiente será modificar enterobacterias para que al sembrar nuestros intestinos con éstas, en lugar de expulsar metano, indol, escatol y gases pestilentes por el estilo, nuestros ventoseos tengan aroma de violetas o de Diorissimo. Por otra parte reconozcamos que si cuando le preguntaron a Marilin qué se ponía para dormir, en lugar de contestar que unas gotitas de Chanel nº 5 hubiera contestado que se ponía media docena de colonias de Bordetella bronchiseptica, la historia del cine hubiera sido otra.

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  4. Interesantísimo post! La verdad es que nunca te planteas estas cosas. Además de que no tenía ni idea. Muy buenos contenido me encanta vuestro blog.

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