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En la actualidad existen cerca de 800 millones de personas que sufren hambre, y unos 2000 millones sufren de algún tipo de deficiencia nutricional y se espera que para el año 2050, la población mundial alcance 9.1 billones de habitantes, según datos de la FAO.

Ante esto, resulta necesario el desarrollo de cultivos mejorados que sean capaces no solo de cumplir con la creciente demanda de alimentos, sino también que posean propiedades nutricionales mejoradas para superar los problemas de salud relacionados con la deficiencia de ciertos nutrientes en la población mundial.

Los micronutrientes son esenciales en la dieta del ser humano debido a que son requeridos para las principales reacciones metabólicas y funciones biológicas. La malnutrición por deficiencia de micronutrientes dificulta la formación de capital humano y la erradicación de la pobreza, convirtiéndose en un problema de interés mundial.

Se ha reportado que las deficiencias de zinc, hierro, vitamina A y/o yodo, son las más serias para la salud alrededor del mundo. Además, la vitamina B9 o ácido fólico, es un micronutriente que es particularmente importante en el desarrollo normal del sistema nervioso del feto. La deficiencia de ácido fólico se relaciona con defectos del cierre del tubo neural.

Los suplementos alimenticios y la fortificación de alimentos han sido utilizados como estrategia para combatir las deficiencias de nutrientes en el mundo; sin embargo, el acceso a este tipo de productos es limitado. Los cultivos biofortificados generados mediante la utilización de técnicas de la biotecnología moderna, pueden ser una alternativa para hacer frente a los problemas de mal nutrición.

A nivel de investigación se han desarrollado cultivos genéticamente mejorados que permiten suplir las necesidades de estos nutrientes con el fin de evitar la malnutrición, tal es el caso del trigo con contenidos altos de hierro y zinc y un poroto transgénico con niveles de ácido fólico mejorados, el cual fue desarrollado por investigadores del Instituto Tecnológico de Monterrey y de la empresa estatal brasileña EMBRAPA.

Trigo con niveles mejorados de hierro y zinc
Recientes estudios han informado del desarrollado de líneas de trigo que expresan el gen de la enzima nicotianaminasintasa 2(OsNAS2) proveniente de arroz y el de la enzima ferritina del poroto (PvFERRITIN), ambos como genes únicos y en combinación. La enzima NAS cataliza la biosíntesis de nicotianamina (NA), el cual es precursor de un agente quelante del hierro conocido como ácido desoxymugénico (DMA). El DMA es requerido para la translocación a larga distancia del hierro. En el caso de la ferritina, esta es importante para el almacenamiento de hierro en las plantas.

Con esta modificación genética en el trigo, lograron obtener incrementos significativos en los contenidos de hierro y zinc de las plantas que se encontraban expresando ya sea OsNAS2 o PvFERRITIN, o ambos genes combinados. Particularmente, las líneas de trigo que expresan OsNAS2 sobrepasan en gran medida el nivel objetivo del 30% que es el requerimiento promedio de hierro estimado en la dieta. Además, se ha observado que las líneas que sobreexpresan la enzima NAS, no solo incrementan sus contenidos de hierro en el grano, sino que también los contenidos de zinc, sobrepasando el nivel recomendado de un 40% del requerimiento promedio estimado de este elemento en la dieta.

Dichas líneas de trigo mejoradas mediante biotecnología moderna podrían proporcionar germoplasma útil para el mejoramiento de nuevas variedades de trigo que puedan reducir las deficiencias de micronutrientes en las poblaciones afectadas.

Frijol mexicano común con 150 veces más de ácido fólico
Otro caso ha sido la mejora en los niveles de ácido fólico (vitamina B9) en el frijol común mediante técnicas de biotecnología moderna. La biofortificación de este grano se logró mediante la modificación de la rama de pteridina, compuesto que es requerido para la biosíntesis de esta vitamina. Se introdujo de forma estable la enzima GTP ciclohidrolasa I proveniente de Arabidopsis (AtGchI), en tres cultivares de frijol común mediante el bombardeo de partículas. La sobreexpresión específica de AtGchI en la semilla generó incrementos significativos de hasta 150 veces en pteridinas biosintéticas en las líneas transformadas.

La pteridina mejora hasta tres veces los niveles de folato en semillas desecadas (325 μg en una porción de 100g), lo que representa el 81% del consumo diario recomendado para adultos. Inesperadamente, la modificación de este frijol también generó un incremento en los niveles de PABA, el cual es otro precursor del folato. Esta característica no se observó en investigaciones previas, por lo que es necesario tenerla en cuenta para los próximos estudios.

Los resultados de este trabajo también demuestran que los granos de frijoles acumulan cantidades considerables de pteridinas oxidadas, las cuales pueden representar productos de la degradación de los folatos en semillas desecadas.

Las leguminosas son una buena fuente de folatos; sin embargo, se pueden mejorar mediante técnicas de biotecnología moderna que permitan que acumulen aún más de esta vitamina. La biofortificación los alimentos con folato y otros nutrientes representa una buena estrategia para mejorar la nutrición en la población mundial.

De esta forma la biotecnología sigue aportando alternativas en casi todas las áreas del desarrollo de alimentos. Esto siguiendo las tendencias mundiales de la producción de alimentos funcionales que contribuyan en la mejora de la salud humana.

*Se omite bibliografía

*Por: Laura Méndez y Giovanni Garro, Centro de Investigación en Biotecnología, Instituto Tecnológico de Costa Rica.