Obtienen lechugas doradas superricas en beta-caroteno
Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas del CSIC han logrado cosechar lechugas enriquecidas con esta sustancia antioxidante y precursora de vitamina A.
Por Isidoro García
Las lechugas biofortificadas con beta-caroteno presentan unas hojas de un color dorado. Foto: Manuel Rodríguez Concepción y Luca Morelli
Un grupo de investigación del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha desarrollado un innovador método para la biofortificación de hojas y otros tejidos verdes de plantas, lo que permite incrementar su contenido en sustancias saludables como el beta-caroteno, principal precursor de la vitamina A en la dieta humana.
Recordemos que la biofortificación es un enfoque para mejorar el contenido de nutrientes esenciales en los alimentos mediante el uso de técnicas de cultivo y desarrollo de plantas. A diferencia de la fortificación tradicional, que suele implicar la adición de nutrientes a los alimentos procesados, la biofortificación se centra en aumentar los niveles de nutrientes en las plantas durante su crecimiento.
El nuevo trabajo demuestra que, mediante técnicas biotecnológicas y tratamientos con alta intensidad de luz, se puede multiplicar hasta treinta veces los niveles de beta-caroteno en hojas mediante de la creación de nuevos lugares para almacenarlo, sin que esto afecte a procesos vitales de la planta, como la fotosíntesis. Los resultados del estudio aparecen publicados en Plant Journal.
El beta-caroteno es uno de los principales carotenoides, pigmentos que se encuentran de forma natural en plantas y otros organismos fotosintéticos, y que son beneficiosos para la salud, ya que tienen propiedades antioxidantes, inmunoestimulantes y promotoras de las capacidades cognitivas.
La vitamina A es fundamental para la salud ocular y el crecimiento celular y el desarrollo embrionario
En concreto, el beta-caroteno es el principal precursor de los retinoides, compuestos químicos con importantes funciones en el organismo (visión, proliferación y diferenciación celular, sistema inmune…). Entre ellos se encuentra la vitamina A, que juega un papel crucial en varias funciones corporales.
Sin ir más lejos, la vitamina A es esencial para la salud ocular, ya que participa en la formación de rodopsina, un pigmento en la retina que permite ver en condiciones de baja luminosidad; ayuda a mantener el sistema inmunológico funcionando correctamente, lo que te protege contra infecciones; y es crucial para el crecimiento celular y el desarrollo embrionario.
Es importante obtener la cantidad adecuada de vitamina A a través de una dieta equilibrada. En su versión preformada (retinol), se encuentra en alimentos de origen animal, como hígado, pescado, y productos lácteos; y en forma de provitamina A (betacaroteno), la podemos encontrar en alimentos vegetales, como zanahorias, batatas, espinacas, y calabazas. El cuerpo convierte el betacaroteno en vitamina A según sus necesidades.
Alimentos como las zanahorias, las batatas, las espinacas, el brócoli, el mango y calabazas son ricos en vitamina A. Imagen generada con Copilot
Hojas de lechuga «dopadas» con beta-caroteno
Utilizando plantas de tabaco (Nicotiana benthamiana) como modelo de laboratorio y de lechuga (Lactuca sativa) como modelo de cultivo, el equipo dirigido por Manuel Rodríguez Concepción, profesor de investigación del CSIC en el IBMCP, ha conseguido aumentar el contenido de beta-caroteno en las hojas sin afectar negativamente otros procesos vitales, como la fotosíntesis.
«Las hojas necesitan carotenoides como el beta-caroteno en los complejos fotosintéticos de los cloroplastos —los orgánulos celulares que, en los organismos eucariotas fotosintetizadores, se encargan de llevar a cabo la fotosíntesis— para su correcto funcionamiento —explica el investigador del CSIC. Y añade—: Cuando se produce demasiado beta-caroteno en los cloroplastos, o demasiado poco, estos dejan de funcionar y las hojas acaban muriendo».
En palabras de Rodríguez, «el trabajo ha conseguido producir y acumular el beta-caroteno en compartimentos celulares donde no se encuentra normalmente mediante la combinación de técnicas biotecnológicas y tratamientos con alta intensidad de luz».
Los plastoglóbulos, almacén de beta-carotenos
Los resultados de este estudio demuestran que es posible multiplicar los niveles de beta-caroteno en las hojas a través de la creación de nuevos lugares para almacenarlo fuera de los complejos fotosintéticos.
Por una parte, los investigadores han conseguido almacenar elevados niveles de beta-caroteno en los plastoglóbulos, esto es, las vesículas de almacenamiento de grasas presentes de forma natural dentro de los cloroplastos. Estas vesículas no participan en la fotosíntesis y no acumulan carotenoides normalmente.
«Estimulando la formación y el desarrollo de plastoglóbulos con técnicas moleculares y tratamientos de luz intensa se consigue no solo aumentar la acumulación de beta-caroteno, sino también su bioaccesibilidad, es decir, la facilidad con la que puede ser extraído de la matriz alimentaria para ser absorbido por nuestro sistema digestivo», asegura Luca Morelli, primer firmante del trabajo.
Las hojas de lechuga biofortificadas pueden convertirse en una potente fuente de beta-caroteno para el organismo. Foto: Barb Landro
Biofortificación de verduras y hortalizas
Por otro lado, el estudio demuestra que la síntesis de beta-caroteno en plastoglóbulos se puede combinar con su producción fuera de los cloroplastos mediante abordajes biotecnológicos. En ese caso, comenta Pablo Pérez Colao, coautor del trabajo, «el beta-caroteno se acumula en vesículas similares a los plastoglóbulos pero localizadas en el citosol, la sustancia acuosa que rodea a los orgánulos y al núcleo de las células».
La combinación de ambas estrategias consiguió un aumento de hasta treinta veces en los niveles de beta-caroteno accesible en comparación con hojas no tratadas. La acumulación masiva de beta-caroteno aportó además una característica coloración dorada a las hojas de lechuga.
En opinión de los investigadores, el descubrimiento de que el beta-caroteno puede producirse y almacenarse a niveles muy elevados y de forma más bioaccesible fuera de los lugares donde normalmente se encuentra en las hojas, «representa un avance muy significativo para mejorar la nutrición a través de la biofortificación de verduras y hortalizas como lechugas, acelgas o espinacas, sin renunciar a su característico aroma y sabor». ▪️
Información facilitada por el CSIC -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Morelli L, Perez-Colao P, Reig-Lopez D, Di X, Llorente B, Rodriguez-Concepcion M. Boosting pro-vitamin A content and bioaccessibility in leaves by combining engineered biosynthesis and storage pathways with high-light treatments. Plant Journal (2024). DOI: https://doi.org/10.1111/tpj.16964
