En comparación con la viruela o la fiebre tifoidea, la malaria está demostrando ser una de las enfermedades humanas más difíciles de erradicar, por lo que sigue siendo un peligro real y constante para casi la mitad de la población mundial. Hace veinte años, dos millones de personas morían cada año en promedio pormalaria, según la Organización Mundial de la Salud OMS. A pesar de los numerosos avances en el tratamiento, se notificaron 212 millones de casos solo en 2015 y se estima que 429,000 personas murieron a causa de la enfermedad.
El tratamiento de primera elección para la malaria es la artemisinina, que se usa en la medicina china para tratar la fiebre y la inflamación, así como la malaria. Antes de 2001, los funcionarios de atención médica de todo el mundo administraban el medicamento como un compuesto único, pero esto permitía la malarialos parásitos se vuelven resistentes a los medicamentos. Sin embargo, los científicos y profesionales médicos descubrieron que la artemisinina puede funcionar en combinación con otros dos tratamientos, la mefloquina y el clorproguanil, para atacar diferentes aspectos del parásito y finalmente deshabilitarlo. Según la OMS, el número delos cursos de terapias combinadas basadas en artemisinina obtenidas de fabricantes aumentaron globalmente de 187 millones en 2010 a 311 millones en 2015.
Pero sigue existiendo un problema importante: el suministro de artemisinina no es estable o suficiente, y como resultado, el tratamiento sigue siendo costoso.
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Nueva investigación publicada en Fronteras en bioingeniería y biotecnología , "Producción estable de la droga antipalúdica Artemisinina en el musgo Physcomitrella patens , "demuestra que la artemisinina puede ser producida rápidamente por musgo genéticamente modificado a escala industrial.
La artemisinina generalmente se deriva de la planta Artemisia annua , un verano anual con una corta temporada de crecimiento y conocido por los jardineros como ajenjo dulce. Debido a su estructura compleja, el fármaco es difícil y no es económicamente factible sintetizar químicamente. Otros investigadores han intentado bioingeniería usando artemisinina Nicotiana tobacum plantas de tabaco cultivadas o levadura, pero estos enfoques requerían mucha más ingeniería que el análisis actual o producían un producto semi puro.
Los investigadores introdujeron cinco genes responsables de la biosíntesis del precursor de la artemisinina, el ácido dihidroartemisínico, en el musgo Physcomitrella patens usando múltiples fragmentos de ADN. La conversión final de este ácido en artemisinina ocurre por fotooxidación en la célula de musgo.
Debido a que el musgo, como planta no vascular, tiene una estructura tan simple, ofrece un entorno ideal para medicamentos genéticamente modificados. El musgo genéticamente modificado se cultivó en medios líquidos y sólidos con luz LED de 24 h.
Después de solo tres días de cultivo, los investigadores tuvieron un producto inicial sustancial: 0.21 mg / g de peso seco de artemisinina. Para el día 12, tenían la mayor acumulación de la droga.
"Este musgo produce como una fábrica", dijo Henrik Toft Simonsen, uno de los autores del artículo. "Produce artemisinina eficientemente sin la ingeniería precursora o la síntesis química posterior que requieren la levadura y el tabaco. Esto es lo que esperamos en la ciencia:una solución simple y elegante "
Esta investigación también amplía las fronteras de la biotecnología sintética al ofrecer una plataforma basada en plantas genéticamente robusta, que se puede ampliar para la producción industrial de otros compuestos complejos, de alto valor y basados en plantas. Porque P. patens utiliza la luz como fuente de energía, es, a la larga, más rentable que los enfoques como la levadura, que debe alimentarse con alguna forma de azúcar.
La producción de artemisinina a partir de musgo en biorreactores líquidos simples significa que la producción a escala industrial es fácilmente posible de una manera rentable. Los siguientes pasos serían optimizar aún más el proceso, particularmente reduciendo cualquier producto innecesario y asegurando que el proceso metabólico sea tan eficientecomo sea posible. Además, si bien puede parecer extraordinario desarrollar un medicamento en tres a 12 días, en comparación, los microorganismos pueden cultivarse en cuestión de horas, dijo Simonsen. Las plantas simplemente tardan más en cultivarse que los microorganismos. Aun así, este enfoque tieneahorro incorporado: el musgo no tiene que ser rediseñado cada vez; las celdas de existencias se pueden reutilizar.
"Será un gran día si los científicos pueden erradicar la malaria en todo el mundo", dijo Simonsen. "Esta es una enfermedad que afecta a 200 a 300 millones de personas cada año. Es especialmente mortal para los niños".
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