Algunos hongos pueden producir luz continuamente sin necesidad de recibir desde el exterior los compuestos que utilizan las luciérnagas u otros sistemas bioluminiscentes empleados en laboratorio.
Esa característica los ha convertido en una fuente especialmente interesante para la biotecnología. Ahora, dos trabajos publicados en The FEBS Journal han resuelto una de las piezas que faltaban para comprender cómo consiguen mantener ese brillo.
El compuesto que parecía un producto de desecho
La vía de bioluminiscencia fúngica utiliza el ácido cafeico como uno de sus componentes fundamentales.
Durante el proceso que genera la luz aparece otro compuesto llamado oxiluciferina fúngica, o cafeilpiruvato. Durante años se sabía que esta molécula podía degradarse, pero no estaba completamente claro qué enzima era responsable ni cuáles eran exactamente los productos generados.
Los investigadores centraron su atención en una enzima denominada cafeilpiruvato hidrolasa, o CPH. El equipo logró aislarla y caracterizarla en Neonothopanus gardneri, uno de los hongos bioluminiscentes más conocidos de Brasil.
Los experimentos demostraron que la CPH rompe la oxiluciferina y produce dos sustancias: ácido cafeico y ácido pirúvico.
El hongo recicla parte de lo que utiliza para producir luz
El hallazgo permite cerrar el ciclo bioquímico.
El ácido cafeico generado puede reincorporarse a la propia vía bioluminiscente y volver a utilizarse para producir luz.
Al mismo tiempo, el ácido pirúvico podría incorporarse al metabolismo central de la célula y contribuir a la producción de energía.
Además, otro trabajo publicado prácticamente al mismo tiempo demostró que la oxiluciferina puede inhibir la propia reacción bioluminiscente. Al eliminarla, la CPH no solo reciclaría materiales, sino que también ayudaría a mantener la producción de luz.
Por qué esto interesa a la medicina
La bioluminiscencia es una herramienta muy utilizada para observar procesos biológicos.
Las células pueden modificarse genéticamente para emitir luz y funcionar como pequeños marcadores vivos. Los investigadores pueden seguir así el crecimiento de un tumor, observar cómo responde a un tratamiento o estudiar otros procesos celulares sin tener que destruir las muestras en cada medición.
Los sistemas basados en luciferasas ya se utilizan, por ejemplo, para monitorizar la carga tumoral en modelos animales de cáncer. La ventaja potencial del sistema de los hongos es que puede funcionar de manera autónoma dentro de una célula modificada.
Comprender completamente su mecanismo permitiría diseñar sistemas que produzcan señales más brillantes, estables y eficientes.
Ocho años para cerrar el ciclo
Cassius V. Stevani, investigador de la Universidad de São Paulo y coautor del trabajo, explicó que el equipo tardó ocho años en demostrar definitivamente qué ocurría con la oxiluciferina.
Según los investigadores, el descubrimiento podría facilitar el desarrollo de células autoluminiscentes para medicina, agricultura, monitorización ambiental y otras aplicaciones biotecnológicas.
No significa que los hongos hayan proporcionado un nuevo tratamiento contra el cáncer.
Lo que han ofrecido es algo diferente: un sistema biológico de iluminación que ahora entendemos mucho mejor y que podría convertirse en una herramienta más potente para observar, en tiempo real, procesos celulares que normalmente permanecerían invisibles.
