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innovadores menores de 35

Daniel Jacobo, 31

Ha desarrollado un sistema alternativo a los transgénicos para convertir hortalizas de desecho en factorías de compuestos bioactivos

Instituto Tecnológico de Monterrey

Daniel Jacobo (Crédito: Abigaíl Guzmán Tamez)

Cada año se desechan en México alrededor de 33.700 toneladas de zanahorias que no cumplen los criterios de calidad para consumo humano. Para sacar partido de este tipo de hortalizas defectuosas que, de otra forma, acabarán convertidas en compost, en el departamento de Biotecnología e Ingeniería de los Alimentos del Instituto Tecnológico de Monterrey (ITESM), un investigador de 31 años ha logrado transformar una simple zanahoria en una fábrica de valiosos compuestos químicos. Además, el equipo del joven biotecnólogo Daniel Jacobo lo hace sin tocar ni un gen a las plantas.

Jacobo trabaja desde 2011 en un método eficaz y sencillo para activar el metabolismo de los vegetales y lograr que produzcan biomoléculas nutritivas y medicinales. En lugar de diseñar nuevas variedades de cultivos, la estrategia de este innovador formado en el ITESM y la Universidad de Texas A&M (EEUU) consiste en provocar estrés a zanahorias, lechugas y otras plantas corrientes.

Las frutas y hortalizas que utiliza han sido descartadas tras la cosecha por no cumplir algún estándar de la industria alimentaria, como el tamaño o el aspecto. Jacobo las somete a una serie de ataques o estreses abióticos -cortes, exposición a luz ultravioleta, oxigenación elevada, acción de hormonas vegetales- para convertirlas en biofábricas de moléculas de interés alimentario y farmacéutico. Es decir, Jacobo provoca la activación de los mecanismos de defensa de los tejidos de estos vegetales; defensa que incluye la generación en grandes cantidades de sustancias como el ácido shikímico -empleado en la producción del antiviral Tamiflu-, o el resveratrol -un compuesto con potenciales efectos beneficiosos en la prevención de enfermedades cardiovasculares-.

No todas las plantas reaccionan igual al sentirse atacadas. Jacobo explica que una combinación concreta de "estrés de corte y etileno" en las zanahorias produce una alta concentración de un compuesto usado como pesticida. En la uva, sin embargo, no hace falta aplicar corte. Exponen esta fruta a luz ultravioleta y, tras almacenarla durante un tiempo, genera en su cáscara altas cantidades de resveratrol. En el caso del frijol negro, la adición de ciertos agentes químicos induce la activación de determinados procesos metabólicos. "Al ponerlos en el agua de remojo del frijol durante la etapa de germinación y exponer luego la planta a luz ultravioleta se obtienen saponinas, unas biomoléculas que están siendo estudiadas por su capacidad de eliminación de células cancerígenas", explica el innovador.

El equipo de Jacobo ha probado sus sistema con lechuga, frijol negro, uva, zanahoria, patata y brócoli, de los que han obtenido -además de ácido shikímico y resveratrol- compuestos anticancerígenos como las mencionadas saponinas y los glucosinolatos del brócoli, antioxidantes como las antonicaninas de las lechugas, y ácidos clorogénicos de la patata, empleados en la prevención de la obesidad y la diabetes. "Muchas de estas biomoléculas tienen el potencial de prevenir enfermedades crónico-degenerativas como la obesidad, dolencias cardiovasculares, cáncer e hipertensión", asegura Jacobo.

Alternativa a los transgénicos

La forma tradicional de producir estos compuestos bioactivos en grandes cantidades pasa por la manipulación genética de cultivos. Frente a ella, las ventajas del sistema de Jacobo son numerosas: por un lado, evitan trabas regulatorias que afectan a los productos transgénicos; por otro, su proceso es más barato y simple desde el punto de vista técnico. Para desarrollar variedades genéticas son necesarios años de investigación y pruebas sobre el terreno. En el caso de Jacobo, basta con someter a los cultivos a diferentes formas de estrés para estimular su "potencial genético" y recoger las biomoléculas que producen como respuesta. Jacobo añade que, además, son capaces de producir los compuestos en más concentración que si empleasen ingeniería genética. Los transgénicos se cultivan para fabrican una cantidad más elevada de determinada biomolécula, pero la concentración siempre será más alta si la planta necesita esa molécula para defenderse, explica el joven.

Por otro lado, la idea de Jacobo es no recurrir a cultivos que puedan ser alimentos, sino utilizar desechos que no pasan estándares de calidad para consumo humano. Con este enfoque ayuda a los agricultores a revalorizar sus frutas y verduras defectuosas que normalmente acaban destinadas a alimentación animal y compost.

La patente que ha registrado Jacobo protege su tecnología de sobreproducción de ácido shikímico y compuestos fenólicos en cultivos hortofrutícolas en México y EEUU. Según el joven, los estudios más avanzados los han realizado con zanahorias. La aplicación de su tecnología en esta hortaliza puede servir, además, para responder más rápidamente ante una pandemia de gripe. "El ácido shikímico es el compuesto que se usa para la síntesis del Tamiflu y se extrae del anís estrellado, pero la cantidad está limitada porque en China se usa también para fines alimenticios", explica el joven. "En caso de pandemia, puede aplicarse corte y un herbicida a las zanahorias para que acumulen altas cantidades de este ácido", añade.

El último paso es la extracción de los compuestos generados del interior de las hortalizas. Para ello, el equipo de Jacobo está mejorando una técnica que también se dispone a patentar. Este proceso consiste en mezclar en un tanque dos soluciones de líquidos iónicos con distintas concentraciones de sales. Introducen en él las zanahorias, previamente ralladas y, en función de la afinidad de las biomoléculas por estos líquidos, se desplazan hacia una de las fases. Tras este proceso, recuperan la fase en la que se haya acumulado una mayor concentración de compuestos de interés. "Es una forma rápida y económica para extraerlos y concentrar los que tienen la bioactividad deseada", explica Jacobo.

Tal y como señala el jefe del Departamento de Ingeniería Celular y Biocatálisis del Instituto de Biotecnología de la UNAM (México), Enrique Galindo, miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 México, los procesos ideados por Jacobo están aún en vías de usarse a nivel industrial. No obstante, este experto ha destacado su perfil como el de un "muy joven y productivo investigador", a la vista de sus "16 publicaciones en revistas internacionales de alta calidad" y la solicitud de patente sobre su trabajo. - Elena Zafra

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