Un equipo del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile logró incrementar significativamente el contenido de ácido lipoico —un potente antioxidante presente en todos los sistemas vivos— en el fruto del tomate, sin generar alteraciones en el crecimiento ni en el desarrollo general de la planta. La investigación abre nuevas posibilidades para el desarrollo de alimentos con mayor valor nutricional mediante herramientas de biotecnología vegetal.
El ácido lipoico es una molécula clave en el metabolismo celular y se caracteriza por su elevada capacidad antioxidante. A diferencia de otros antioxidantes de este tipo, posee la particularidad de ser soluble tanto en agua como en lípidos, lo que le permite actuar en distintas zonas del organismo.
En este contexto, un equipo del Centro de Biología Molecular Vegetal de la Universidad de Chile investigó si era posible aumentar el contenido de ácido lipoico en frutos vegetales sin afectar negativamente el desarrollo de la planta, obteniendo resultados positivos en una variedad de tomate utilizada como modelo experimental. El estudio fue publicado en la revista científica Frontiers in Plant Science bajo el título “Fruit-specific overexpression of lipoyl synthase increases both bound and unbound lipoic acid and alters the metabolome of tomato fruits”.
El proyecto fue liderado por la entonces estudiante de doctorado, hoy Dra. María Paz Covarrubias, junto al académico Dr. Michael Handford, del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias. En la investigación también participaron el Dr. Felipe Uribe, la Dra. Daniela Arias-G y la Dra. Pamela Cabedo, todos investigadores del Centro de Biología Molecular Vegetal y egresados del programa de Doctorado en Biotecnología Molecular de la Universidad de Chile.
Durante el proceso experimental, el equipo demostró que la sobreexpresión de la enzima lipoil sintasa (LIP1) es responsable de incrementar tanto el ácido lipoico libre como el unido a proteínas. Esta modificación permitió alterar rutas metabólicas centrales del fruto sin afectar el crecimiento ni el desarrollo vegetativo de la planta.
Un antioxidante único en su tipo
El ácido lipoico destaca entre los antioxidantes naturales por cumplir un doble rol dentro de las células. Por un lado, actúa como neutralizador de radicales libres, ayudando a protegerlas del daño oxidativo y también cumple una función esencial al ejercer como un cofactor de enzimas clave del metabolismo energético, lo que lo convierte en una molécula central para el funcionamiento celular.
“Es uno de los antioxidantes más poderosos que existen y a diferencia de otros compuestos participa directamente en procesos metabólicos esenciales”, explica el académico Michael Handford.
Otra de sus características distintivas es que el ácido lipoico puede encontrarse en dos formas: libre y unido a proteínas. En su forma libre cumple principalmente su rol antioxidante, mientras que cuando está unido a proteínas es indispensable para la actividad de complejos enzimáticos involucrados en la producción de energía celular. El estudio demostró que la estrategia desarrollada permitió aumentar ambas formas en el fruto del tomate.
Para el beneficio de la misma planta, el ácido lipoico también cumple un rol relevante en su respuesta frente al estrés y en la regulación del metabolismo del fruto, lo que refuerza el interés por aumentar su contenido de manera controlada.
Motivos clave del por qué la comunidad científica se interesa en continuar la investigación de este curioso antioxidante.
Cómo se logró aumentar el ácido lipoico en el tomate
Para llevar a cabo el estudio, el equipo utilizó una variedad de tomate conocida como Micro-Tom, debido a su pequeño tamaño y rápido crecimiento, lo que permite realizar experimentos en condiciones controladas de laboratorio.
La estrategia consistió en activar la producción de la enzima LIP1 únicamente durante el proceso de maduración del fruto, evitando expresarla en órganos de la planta, como hojas, tallos o raíces. De este modo, se logró incrementar el contenido de ácido lipoico específicamente en el tomate, sin generar alteraciones significativas en el desarrollo vegetativo.
Estos hallazgos demuestran que es posible intervenir de manera específica una vía metabólica para potenciar características funcionales de un alimento sin comprometer la viabilidad ni el crecimiento de la planta, un aspecto clave para futuras aplicaciones en el biotecnología agrícola.
Proyección hacia alimentos con mayor valor nutricional y sin el uso de transgénicos
Si bien el tomate utilizado en este estudio no está destinado al consumo humano, los investigadores enfatizan que se trata de una prueba de concepto.
“El ácido lipoico ya se comercializa como suplemento alimenticio, puedes comprarlo en la farmacia y te va a ayudar como cualquier otro antioxidante. La idea a futuro, es que este tipo de beneficios pueda incorporarse directamente en alimentos de consumo cotidiano, sin necesidad de recurrir a suplementos”, explica María Paz Covarrubias.
Además, suma, que el consumo habitual de este antioxidante es beneficioso para la salud y disminuye factores de riesgo para enfermedades como la diabetes y también en la ralentización del envejecimiento de células.
Si bien la investigación utilizó técnicas de modificación genética, el equipo subraya que este enfoque responde a una etapa experimental y que el hallazgo no implica desarrollar alimentos transgénicos destinados al consumo.
En ese sentido, los resultados abren la posibilidad de aplicar estrategias alternativas, como la edición génica, una tecnología más precisa que permite modificar genes propios de la planta sin incorporar material genético externo y que actualmente cuenta con mayor aceptación regulatoria y social.
En relación con el uso de los transgénicos, la investigadora líder declara: “Existen muchos mitos en torno a los transgénicos, pero la evidencia científica acumulada demuestra que su consumo no genera efectos adversos en la salud humana”.
“Lo que sí es fundamental es avanzar en el uso ético y responsable de estas tecnologías, junto con una comunicación clara de sus alcances y limitaciones”, concluye.
Fuente: U. de Chile.