Durante milenios, la medicina ayurvédica ha venerado la ashwagandha por sus extraordinarias propiedades curativas. Ahora, un equipo de investigadores ha descubierto el mapa exacto que la planta utiliza para fabricar sus compuestos medicinales, un hallazgo que promete transformar la sabiduría ancestral en los fármacos del futuro.
Desde hace milenios, plantas como la ashwagandha (Withania somnifera), conocida en Occidente como “ginseng indio”, son pilares de la medicina tradicional, como el Ayurveda en la India, donde se utiliza por sus propiedades para aliviar el estrés. La clave de su poder reside en unas moléculas complejas llamadas withanolidos, que han demostrado un enorme potencial farmacológico en estudios modernos.
Sin embargo, a pesar de conocer su existencia y sus beneficios, un gran misterio ha limitado su uso a gran escala: ¿cómo fabrican exactamente las plantas estos compuestos? La falta de este «manual de instrucciones» genético ha sido una barrera para producirlos en laboratorio y desarrollar nuevos medicamentos.
Un nuevo estudio, cuyos resultados se publican Nature Communications, ha logrado descifrar una parte fundamental de este enigma. Un equipo de científicos ha identificado un conjunto de genes que funcionan como una línea de ensamblaje molecular para crear withanolidos, abriendo la puerta a su producción biotecnológica y a la exploración de todo su potencial terapéutico: estudios farmacológicos detallados subrayan el amplio espectro de actividades biológicas de los withanólidos y los candidatos a fármacos inspirados en withanólidos, enfatizan los autores de esta investigación en su artículo.
Receta genética
Los withanolidos son compuestos químicos que se encuentran principalmente en plantas de la familia de las solanáceas, la misma a la que pertenecen el tomate, la patata o el pimiento. Aunque se han identificado cerca de 1.200 tipos diferentes de withanolidos, hasta ahora solo se conocía una única enzima específica de su proceso de fabricación, un conocimiento muy limitado para un campo tan prometedor.
Para resolver este rompecabezas, los investigadores adoptaron una estrategia de «genómica comparativa». Primero, secuenciaron el genoma completo de la ashwagandha, obteniendo su libro de instrucciones genéticas. Luego, compararon este genoma con los de otras nueve plantas de la familia de las solanáceas, algunas que producen withanolidos y otras que no. La lógica era simple: si un grupo de genes es responsable de fabricar estos compuestos, debería estar presente en las plantas productoras y ausente o diferente en las que no los producen.
El resultado fue un descubrimiento clave: encontraron un clúster de genes conservado en todas las plantas productoras de withanolidos. Un clúster genético es un grupo de genes que están físicamente juntos en el cromosoma y que colaboran en una misma tarea metabólica, como si fueran los operarios de una fábrica situados uno al lado del otro en una cadena de montaje. Este clúster contenía los genes candidatos perfectos para la tarea: enzimas especializadas en modificar moléculas, como las citocromo P450 (CYP) y otras conocidas por su papel en la creación de metabolitos complejos en las plantas.
Reconstruyendo la fábrica en el laboratorio
Identificar los genes era solo el primer paso. Para confirmar su función, los científicos necesitaban verlos en acción. Dado que estudiar estos procesos directamente en la planta es extremadamente complejo, recurrieron a la ingeniería metabólica, utilizando dos organismos modelo como «fábricas sustitutas».
En primer lugar, se centraron en la levadura conocida como Saccharomyces cerevisiae. La levadura es un microorganismo muy utilizado en biotecnología. Los investigadores la modificaron genéticamente para que produjera el precursor químico necesario para iniciar la ruta de los withanolidos. Para ello, desactivaron algunas de las rutas metabólicas propias de la levadura e insertaron genes de plantas. Aunque lograron que la levadura produjera el compuesto inicial, el proceso presentó algunos desafíos, como la aparición de subproductos no deseados.
Como alternativa, utilizaron una planta de tabaco de rápido crecimiento conocida como Nicotiana benthamiana, que a su vez es una herramienta muy popular en biología vegetal. Al ser una planta, este sistema estaba más preparado para gestionar la química de los esteroides vegetales. Mediante la sobreexpresión de hasta 15 genes a la vez, lograron que esta planta produjera de manera eficiente la molécula precursora, superando los problemas observados en la levadura y creando una plataforma robusta para probar los genes del clúster.
Referencia
Phylogenomics and metabolic engineering reveal a conserved gene cluster in Solanaceae plants for withanolide biosynthesis. Samuel Edward Hakimm et al. Nature Communications, volume 16, Article number: 6367 (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-61686-1
La cadena de montaje al descubierto
Una vez que tuvieron sus «fábricas» de laboratorio listas, los científicos comenzaron a introducir los genes clave de la ashwagandha para observar qué hacía cada uno. Lo que descubrieron fue el equivalente a una línea de montaje molecular perfectamente coordinada.
El proceso comienza cuando una molécula base entra en la cadena y es recibida por una primera enzima, que actúa como un operario especializado añadiéndole un pequeño grupo químico en un lugar preciso. Inmediatamente después, la molécula ya modificada pasa a una segunda enzima, que realiza una segunda alteración en otra parte de su estructura.
El paso culminante llega cuando un equipo de dos enzimas más trabaja en conjunto para realizar las transformaciones finales: doblan y cierran una sección de la molécula para formar una estructura en forma de anillo. Este anillo es la firma química que define a los withanolidos y resulta fundamental para sus propiedades medicinales.
Para confirmar que esta cadena de montaje funcionaba exactamente así dentro de la planta de ashwagandha, y no solo en el laboratorio, los investigadores utilizaron una técnica para «apagar» temporalmente cada uno de estos genes en plantas vivas.
Al silenciar un gen, la producción de withanolidos se detenía justo en ese punto de la cadena, provocando que se acumulara el producto del paso anterior. Este resultado fue la prueba definitiva que confirmó el papel y el orden exacto de cada enzima en el proceso de fabricación.
De la planta milenaria al fármaco moderno
Este estudio representa un avance fundamental. Al desvelar la maquinaria genética detrás de la producción de withanolidos, no solo se resuelve un antiguo misterio biológico, sino que se sientan las bases para la producción biotecnológica de estos valiosos compuestos.
En lugar de depender de la extracción lenta y costosa de las plantas, se podría programar a levaduras o a otras plantas para que actúen como biofábricas, produciendo withanolidos específicos en grandes cantidades y de forma controlada.
Esto facilitaría enormemente la investigación sobre sus propiedades anticancerígenas, antiinflamatorias y neuroprotectoras, y podría acelerar el desarrollo de una nueva generación de fármacos inspirados en la sabiduría de la medicina tradicional.
