Agricultura Botánica y Genética Cultivos y Semillas Estados Unidos

Hacer que el trigo y el maní sean menos alergénicos

primer plano de trigo en invernadero

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos identifica un grupo de los “ocho grandes” alimentos que causan el 90% de las alergias alimentarias. Entre estos alimentos se encuentran el trigo y el maní.


Adityarup «Rup» Chakravorty


Los investigadores tienen como objetivo reducir el contenido de gluten en el trigo para hacerlo más seguro para las personas con enfermedad celíaca y alergias al trigo. Crédito: Jonathan Windham

Sachin Rustgi, miembro de la  Crop Science Society of America , estudia cómo podemos utilizar la reproducción para desarrollar variedades menos alergénicas de estos alimentos. Rustgi presentó recientemente  su investigación  en la Reunión Anual virtual  ASA-CSSA-SSSA 2020 .

Las reacciones alérgicas causadas por el trigo y los cacahuetes se pueden prevenir evitando estos alimentos, por supuesto. “Si bien eso suena simple, es difícil en la práctica”, dice Rustgi.

Evitar el trigo y los cacahuetes significa perder opciones de alimentos saludables. Estos dos alimentos son potencias nutricionales.

El trigo es una gran fuente de energía, fibra y vitaminas. Los cacahuetes aportan proteínas, grasas buenas, vitaminas y minerales.

(Ver: Aumentar genéticamente el valor nutricional del maíz podría beneficiar a millones)

«Las personas con alergias a los alimentos pueden esforzarse por evitar los alimentos, pero también es posible la exposición accidental a un alérgeno», dice Rustgi. La exposición a alérgenos puede llevar a la hospitalización, especialmente en personas con alergia al maní.

“Para otros, evitar el trigo y el maní no es fácil por razones geográficas, culturales o económicas”, explica Rustgi.

Rustgi y sus colegas están utilizando el fitomejoramiento y la ingeniería genética para desarrollar variedades menos alergénicas de trigo y maní. Su objetivo es aumentar las opciones de alimentos para las personas con alergias.

En el caso del trigo, los investigadores se centran en un grupo de proteínas, llamado gluten.

El gluten de la harina de pan hace que la masa sea elástica. El gluten también contribuye a la textura masticable del pan.

Pero el gluten puede provocar una reacción inmunitaria en personas con enfermedad celíaca. Además, otros experimentan sensibilidad al gluten no celíaca, lo que lleva a una variedad de síntomas adversos.  

gel de electroforesis bajo luz ultravioleta
La electroforesis es una técnica científica utilizada para separar moléculas de ADN o proteínas. La forma en que las moléculas viajan a través del gel, que se muestra aquí, ayuda a los científicos a comprender características importantes. Crédito: Jonathan Windham

Los investigadores han intentado producir variedades de trigo con menor contenido de gluten. El desafío, en parte, radica en la naturaleza complicada de la genética del gluten. La información necesaria para producir gluten está incrustada en el ADN de las células del trigo.

Pero el gluten no es una sola proteína, es un grupo de muchas proteínas diferentes. Las instrucciones que las células necesitan para producir las proteínas individuales del gluten están contenidas en diferentes genes.

En el trigo, estos genes del gluten se distribuyen por todo el ADN de una célula. Dado que muchas  porciones del ADN  juegan un papel en la creación de gluten, es difícil para los fitomejoradores producir variedades de trigo con niveles más bajos de gluten.

(Ver: Como surgió el maíz)

“Cuando comenzamos esta investigación, una pregunta importante era si sería posible trabajar en una característica controlada por tantos genes”, dice Rustgi.

Para el maní, la situación es similar. Los cacahuetes contienen 16 proteínas diferentes reconocidas como alérgenos.

“No todas las proteínas del maní son igualmente alergénicas”, dice Rustgi. Cuatro proteínas desencadenan una reacción alérgica en más de la mitad de las personas sensibles al maní.

Al igual que los genes del gluten en el trigo, los genes alérgenos del maní se extienden por todo el ADN del maní.

“Afectar a tantos objetivos no es una tarea fácil, incluso con la tecnología actual”, dice Rustgi.

(Ver: Maíz orgánico: el aumento de la complejidad de la rotación aumenta los rendimientos)

Rustgi y el equipo de investigación están probando muchas variedades de trigo y maní para encontrar unas que sean naturalmente menos alergénicas que otras.

Estas variedades poco alergénicas se pueden combinar con variedades de cultivos que tengan características deseables, como altos rendimientos o resistencia a plagas. El objetivo es desarrollar trigo poco alergénico que pueda cultivarse comercialmente.

placa de Petri con bacterias creciendo
Las bacterias que crecen en esta placa de Petri pueden ayudar a crear copias de material genético. Este método en biotecnología se llama tecnología de ADN recombinante. Crédito: Jonathan Windham

Además de los esfuerzos tradicionales de reproducción, Rustgi también está utilizando la ingeniería genética para reducir las proteínas alergénicas en el trigo y el maní.

Por ejemplo, una tecnología llamada CRISPR permite a los científicos realizar cambios muy precisos en el ADN de una célula.

Rustgi está utilizando CRISPR para apuntar a los genes del gluten en el trigo. Las recientes mejoras en la tecnología CRISPR permiten a los investigadores apuntar a muchos genes a la vez.

Los genes a los que se dirige CRISPR se modifican o muta. Esto significa que las células ya no pueden «leer» estos genes para producir proteínas específicas.

(Ver: Recomendaciones de nitrógeno más precisas para el maíz para ayudar a los agricultores a reducir la contaminación)

“La alteración de los genes del gluten en el trigo podría producir trigo con niveles significativamente más bajos de gluten. Un enfoque similar funcionaría en el maní ”, dice Rustgi.

Otros enfoques incluyen comprender cómo se regula la producción de gluten en las células del trigo. Resulta que una proteína sirve como «regulador maestro» para muchos genes del gluten.

Eso es importante porque interrumpir este regulador maestro podría conducir a una reducción de la cantidad de gluten en el trigo. Dirigirse a un solo gen es mucho más fácil que intentar alterar los distintos genes del gluten.

“El trigo y el maní son las principales fuentes de proteínas para muchos, especialmente para quienes viven en condiciones de privación de recursos”, dice Rustgi. “Es muy importante encontrar formas asequibles de hacer que el trigo y el maní estén disponibles para todos”.

Desarrollar trigo y maní con niveles reducidos de alérgenos es un paso clave hacia este objetivo.

(Ver: Los científicos de plantas estudian la interacción de las respuestas al estrés por calor en el maíz)

“Estos cultivos también reducirán la exposición accidental a alérgenos”, dice Rustgi. «Además, limitarían la gravedad de las reacciones si se produjera la exposición».

Sachin Rustgi  es investigador en la Universidad de Clemson. Este trabajo fue apoyado por las Juntas Nacionales de Maní y de Carolina del Sur, el Fondo de Descubrimiento de Ciencias de la Vida y la Universidad de Clemson. La Reunión Anual 2020 ASA-CSSA-SSSA fue organizada por la Sociedad Estadounidense de Agronomía, la Sociedad Estadounidense de Ciencias de los Cultivos y la Sociedad Estadounidense de Ciencias del Suelo.


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