Los humanos han estado recurriendo a la planta de amapola para drogarse o aliviar el dolor durante miles de años. Y a pesar de todos nuestros otros avances farmacéuticos asombrosos, nuestra dependencia de la planta no ha cambiado mucho; Las amapolas se utilizan para fabricar dos de los analgésicos más utilizados en el mundo, la morfina y la codeína, y la supresora de la tos noscapina.
Pero, ¿cómo surgió la planta de adormidera (Papaver somniferum) obtener sus propiedades analgésicas para empezar?
Un equipo de investigadores en el Reino Unido, China y Australia ha estado investigando esta cuestión durante los últimos años, examinando el genoma de la adormidera para descubrir cómo esta planta desarrolló sus propiedades terapéuticas inusualmente potentes y útiles. Ahora, un nuevo estudio, publicado hoy (30 de agosto) en la revista Science, detalla la mayoría del genoma de la adormidera. El estudio destaca cuándo y cómo entraron en juego los genes clave productores de productos farmacéuticos.
La tarea fue difícil, gracias a la abundancia de material genético de la planta que contiene varias secciones repetidas. Aún así, reconstruir el genoma fue útil para rastrear el desarrollo de la adormidera.
Los investigadores descubrieron que el primer evento genético importante de la adormidera tuvo lugar hace unos 110 millones de años. Fue entonces cuando todo el genoma, o al menos fragmentos muy grandes, se duplicaron. Esto no es inusual para las angiospermas, la categoría de plantas con flores que incluye amapolas. Pero la duplicación puede ser consecuente. Cuando los organismos tienen el doble de material genético, la mitad del genoma es libre de evolucionar, mientras que la otra mitad se mantiene estable, dijo el coautor del estudio Ian Graham, profesor de genética biomédica en la Universidad de York en el Reino Unido.
En el caso de las amapolas, ese material genético adicional evolucionó de una manera muy importante, encontraron los investigadores: hace más de 7,8 millones de años, dos genes se fusionaron y se convirtieron en el único gen responsable de la producción de morfina y codeína de la amapola. Este "megagene" codifica una enzima que convierte una molécula precursora de adormidera en los compuestos que eventualmente se convierten en codeína y morfina. Sin ella, las amapolas simplemente transformarían esa misma molécula precursora en el compuesto noscapina, y las plantas no serían analgésicos.
Para Graham, este es uno de los hallazgos más importantes en su investigación. "Es realmente satisfactorio saber cómo surgió ese gen", dijo a Live Science.
Después de esa fusión de genes, el genoma de la amapola se repitió nuevamente y perdió algunas piezas, encontró el estudio. Pero el megagene es crucial para formar opiáceos. Al igual que con la mayoría de los genes útiles, lo más probable es que este gen fuera una mutación aleatoria que se transmitía continuamente porque era útil para la planta. Para los biólogos no está del todo claro por qué las amapolas de opio mantuvieron sus habilidades para producir morfina y codeína, pero es probable porque los químicos evitan a los herbívoros hambrientos, dijo Graham.
Algunos otros misterios de la amapola quedan por resolver también. Por ejemplo, las otras enzimas involucradas en la producción de morfina y codeína probablemente aparecieron antes de la llegada del megagene hace 7,8 millones de años, aunque el equipo de investigación no sabe exactamente cuándo. (En otras palabras, el megagene no es el único jugador involucrado en la producción de analgésicos en las amapolas). Graham dijo que también espera estudiar los genomas de especies de plantas relacionadas para ver por qué algunos de ellos fabrican o no narcóticos.
Pero por ahora, deducir cómo las amapolas obtuvieron sus cualidades medicinales y cómo se ve el genoma es suficiente para ayudar a la industria de los analgésicos, dijo Graham. (A pesar del abuso de los opioides, todavía existe la necesidad de analgésicos de calidad y medicamentos de cuidados paliativos, agregó.) Aunque los horticultores han desarrollado cepas hiperespecíficas que producen principalmente los opiáceos o noscapina, los cultivadores de adormidera siempre están buscando formas de producir más sostenible y rentable, dijo.
Y como cualquier otro cultivo, puede haber espacio para modificaciones genéticas para hacer que las amapolas produzcan más agentes farmacéuticos, crezcan más rápido o resistan infecciones. "El análisis del genoma nos proporciona una plataforma para hacer todo eso de manera más efectiva", dijo Graham.
