Investigadores UdeC avanzan en la producción sustentable de Carotenoides desde la Biotecnología

Los carotenoides son pigmentos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales, presentes en alimentos como zanahorias, zumo de naranja, tomates, salmón y yema de huevo. Estos compuestos están ganando protagonismo en el mundo de la nutrición gracias a sus propiedades antioxidantes y su potencial para prevenir enfermedades.

El Doctor en Ciencias Biológicas, Jorge Dagnino Leone y el Doctor en Ciencias Naturales Cristian Agurto Muñoz, pertenecientes al Grupo Interdisciplinario de Biotecnología Marina (Gibmar) del Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción, lideran el proyecto, titulado «Biofábricas de Carotenoides Saludables: Una nueva alternativa basada en Ingeniería Metabólica en B. subtilis para la producción sustentable de ingredientes alimentarios». Proyecto que busca escalar una tecnología de producción de carotenoides saludables a partir de la bacteria ambiental Bacillus subtilis, para ser una nueva fuente de obtención de estas moléculas, las que actualmente se obtienen desde microalgas como Haematococcus lacustris, Dunaliella salina, Chlorella vulgaris y Phaeodactylum tricornutum.

Según el Dr. Jorge Dagnino, este proyecto surge a partir de los resultados obtenidos en un proyecto FONDEF del año 2019 en donde se desarrolló una cepa de B. subtilis, que fue capaz de generar astaxantin, un antioxidante único que protege contra el daño oxidativo y también tiene efectos antiinflamatorios documentados.

«La relevancia de la producción de astaxantina de origen natural, es debido a su gran poder antioxidante, lo que hace de ella un carotenoide muy beneficioso para la salud humana. Fue durante dicho proyecto que logramos generar cepas de B. subtilis que pudieran producir astaxantina de idénticas características a la que producen Haematococcus lacustris (alga verde de agua dulce), la cual es la única astaxantina de origen natural que actualmente se encuentra aprobada para su consumo», aseguró. 

La propuesta de este proyecto cuenta además con la participación de la Facultad de Farmacia UdeC a través de los académicos Dra. Jessy Pavón Pérez, Dr. Cristian Agurto Muñoz y el Dr. Cristian Rogel Castillo pertenecientes al Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CTyA), la académica Dra. Claudia Mardones Peña del Departamento de Análisis Instrumental (DAI) y la Dra. Carolina Gómez Gaete, académica del Departamento de Farmacia UdeC.

El Director del proyecto, Dr. Dagnino, asegura que las expectativas que el equipo de trabajo tiene respecto al presente proyecto son, primeramente, escalar los cultivos de la cepa productora de astaxantina y en segundo lugar desarrollar una formulación basada en la astaxantina producida por B. subtilis que pueda ser integrada a fórmulas alimentarias enfocadas en la alimentación enteral, para de este modo aprovechar las propiedades de los carotenoides como astaxantina.

Para el Dr. Cristian Agurto si bien esto implica un desafío «El Grupo Interdisciplinario de Biotecnología Marina se ha destacado desde sus orígenes en trabajar con micro y macroalgas, ya sea para el desarrollo de productos nutracéuticos como para biomateriales, sin embargo, el presente proyecto basa su objetivo en el trabajo con bacterias ambientales, lo que puede verse como un desafío para el desarrollo de este». Sin embargo, que no es primera vez que se enfrentan al trabajo con bacterias. «Como equipo nos hemos enfrentado a diversos desafíos, como, por ejemplo, romper el paradigma de sólo trabajar con microalgas o sólo macroalgas, consiguiendo como laboratorio trabajar con ambos grupos de algas sin problemas. Así, cuando llegó el momento de abordar esta nueva temática con bacterias fue difícil abordarlo porque estamos expresando compuestos algales de alto valor con las medidas de bioseguridad requeridas para ambos tipos de organismos».

Reconocimiento y financiamiento

Hoy la investigación cuenta con la adjudicación de un proyecto ANID-SIA Tecnologías Avanzadas 2023 por los próximos 4 años. La propuesta fue seleccionada entre un total de 57 postulaciones a nivel nacional y entre 7 postulaciones de la Universidad de Concepción. Todo ello complementado con el hecho de que la Región del Biobío, en lo que se refiere a la macrozona centro-sur ANID, adjudicó sólo dos proyectos a la Universidad de Concepción.

Para la Directora del Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción, Dra. Rosario Castillo, la adjudicación de este proyecto marca un gran hito para la repartición. «La adjudicación y el desarrollo de este proyecto es un hito para el Centro de Biotecnología, no sólo porque constituye un proyecto de alta envergadura en términos del financiamiento conseguido, sino porque permite potenciar dos líneas de trabajo importantes que el Centro de Biotecnología está tratando de impulsar”, aseguró. 

La Dra. Castillo agregó que, “por un lado el incremento en la madurez tecnológica y escalamiento de procesos desarrollados en los proyectos I+D del Centro, y por otro lado, la aplicación de la biotecnología en la generación de alimentos funcionales y sostenibles. Si bien históricamente el Centro ha desarrollado múltiples proyectos afines al uso de recurso lignocelulósicos, la acuicultura y la biotecnología ambiental, hoy en día, existen grupos muy potentes innovando en el área de los alimentos funcionales, además obtenidos con procesos más sostenibles».

Por su parte el Dr.Jorge Dagnino, asegura que los desafíos que se presentan tienen el potencial de venir cargados de un impacto tecnológico, comercial y también social. «El trabajo con bacterias posee algunas ventajas en comparación con otros modelos biológicos y esto nos permite generar nuevas ideas para trabajos futuros en el laboratorio. Por fortuna los lineamientos de ANID-SIA actualmente están apuntando al desarrollo y madurez de tecnologías aplicadas que permitan impactar en la sociedad”, finalizó.