Una bacteria que fabrica heroína

Científicos británicos utilizan la ingeniería genética, una de las técnicas más avanzadas, para fabricar derivados de la morfina de un modo más económico. La morfina es uno de los más antiguos analgésicos de que dispone la humanidad.
El equipo británico ha creado una bacteria especial que convierte la morfina en hidromorfona, uno de sus derivados más utilizados que hasta ahora resultaba muy difícil de sintetizar. La morfina es el principal alcaloide del opio y se utiliza desde hace más de 3.000 años por sus propiedades analgésicas. La mayoría de los opiáceos que se utilizan hoy son derivados semisintéticos de la morfina, pero su obtención es cara, además de difícil.
En las últimas décadas los químicos han introducido cambios progresivos en la molécula básica de la morfina, variando su estructura. Esa técnica puede alterar radicalmente su potencia y sus efectos, incluso la supresión de la tos refleja y el más conocido efecto analgésico.
Entre los distintos medios de alterar la actividad farmacológica de la morfina está la metoxilación del carbono C3 para reducir su potencia y la acetilación de los hidroxilos C3 y C6 para aumentar sus efectos psicóticos. Los resultados son espectaculares, por usar un término suave.
Los opiáceos semisintéticos que se utilizan actualmente para el tratamiento del dolor son la hidromorfona, la diamorgina (heroíca) y la oxicodona. Otros analgésicos potentes son la nalbufina, las dihidrocodeínas y la oximorfina. La codeína y dihidrocodeína se utilizan mucho por sus moderadas propiedades analgésica y la etorfina, un potente analgésico utilizado en veterinaria. La codeína es un importante antitusígeno que, como tal, se encuentra en varios jarabes y pastillas contra la tos. Otros derivados de la morfina son antagonistas de los narcóticos, por lo que se utilizan en los tratamientos de desintoxicación o en casos de sobredosis.
Básicamente la morfina es una molécula compleja con muchos "grupos funcionales". La alteración de uno o varios de esos grupos da lugar a los distintos derivados. El problema para obtener estos productos es que muchos de los procesos químicos son difíciles y caros. Por consiguiente, de los centenares de derivados de la morfina descubiertos en los últimos años sólo se utilizan clínicamente unos 20.
Para resolver esos problemas, el equipo de Cambridge ha manipulado genéticamente una bacteria para que altere los grupos funcionales. El Dr. Neil Bruce, del Instituto de Biotecnología de la Universida de Cambridge, explica: "El problema de provocar cambios químicos en una molécula como esta es que los grupos funcionales pueden ser muy reactivos y hay que proteger unos mientras alteramos otros. Para ello, utilizamos agentes bloqueantes. Cuando se han hecho los cambios se eliminan esos agentes, de modo que pasamos por distintas fases de bloqueo y desbloqueo".
"El resultado de estos métodos es que tenemos un producto final de poco rendimiento. Cuando queremos fabricar un compuesto como la hidromorfona, que es lo que hemos estado haciendo, tenemos que hacerlo a través de siete fases. Si pudiéramos diseñar una ruta biológica que convirtiera la morfina en hidromorfona más rápidamente, el proceso sería más barato", añade.
Sorprendentemente, el Dr. Bruce comenzó a trabajar en este proyecto después de un contacto con Customs and Excise, la Dirección de Aduanas del Reino Unido, que quería una sistema para detectar la heroína mediante biosensores y posteriormente enzimas que detectaran la droga.
Los biosensores son sistemas analíticos autóctonos que responden directa y específicamente a determinadas especies biológicas. El diseño conceptual de un biosensor es sencillo: se une un receptor biológico, como una enzima, a un transductor eléctrico de modo que el transductor convierta las señales biológicas en impulsos eléctricos. En el laboratorio del Dr. Bruce están investigando nuevos microorganismos para utilizados como biesensores en la detección de drogas. También se puede utilizar para detectar contaminantes en el aire y en el agua.
El Dr. Bruce explica: "Mi idea era encontrar bacterias que utilizaran la heroína como fuente de alimento. No hay muchas bacterias capaces de metabolizar de modo natural los opiáceos. Por eso fuimos a los campos de adormidera de Tasmania y aislamos bacterias de muestras de tierra que trajimos. Pensamos que esas bacterias, que habían estado expuestas a los opiáceos, habrían desarrollado sistemas enzimáticos que los utilizarían como fuente de alimentación".
La investigación fue un éxito. Sin embargo no se ha descubierto un solo organismo que pueda realizar por sí sólo la conversión de morfina en hidromorfona. Por tanto, el equipo del Dr. Bruce utilizó un enfoque "mixto" para crear una bacteria "a medida". "Ahora tenemos un sistema que produce hidromorfona con un rendimiento del 90 por 100 a través de dos enzimas, utilizando genes de dos organismos distintos", añade el Dr. Bruce.
La compañía farmacéutica Macfarlan Smith Ltd. de Edimburgo está estudiando las posibilidades industriales de la nueva bacteria. Un portavoz de esta compañía dice: "Estamos bastante animados, pero todavía nos queda mucho por hacer". Pero aunque este proceso no tenga todavía aplicación industrial, los investigadores no se desaniman: "Aunque no lo consigamos, estaremos lo bastante cerca de conseguirlo de modo que las empresas farmacéuticas podrán seguir buscando nuevas rutas biológicas para conseguir opiáceos a partir de la morfina", termina diciendo el Dr. Bruce. (MED).