ENTREVISTA A JUAN NOGALES, CIENTÍFICO TITULAR DEL CENTRO NACIONAL DE BIOTECNOLOGÍA (CNB-CSIC)
Juan Nogales, Científico Titular del CSIC lidera actualmente el grupo de Biotecnología de Sistemas del Centro Nacional de Biotecnología (https://goo.gl/uvxLZR). Posee 35 WoS publicaciones, >1300 citas, índice H=17, 3 tesis doctorales dirigidas con participación en 12 proyectos nacionales e internacionales, cuatro de ellos como IP. Co-fundador de una spin off, Darwin Bioprospecting Excellence (http://darwinbioprospecting.com/). Juan estudió Biología y Bioquímica en la Universidad de Extremadura y recibió su doctorado en Bioquímica y Biología Molecular por la Universidad Complutense de Madrid. Desarrolló dos etapas postdoctorales en la Universidad de Islandia y en la Universidad de California en San Diego (USA). De vuelta en España, consiguió un contrato de joven investigador BIO2014-59528-JIN, y un contrato Ramón y Cajal antes de conseguir su plaza como Científico Titular en 2017. Su investigación se centra en el estudio del metabolismo microbiano a nivel de sistemas y sus implicaciones biotecnológicas.
Habéis venido a la Delegación del CSIC en Bruselas para celebrar el kick off meeting del proyecto H2020 que coordinas y se llama: “Synthetic microbial consortia-based platform for flavonoids production using synthetic biology” (SYNBIO4FLAV). ¿Nos puedes decir brevemente quiénes formáis el consorcio y cuáles son vuestros objetivos?
El consorcio está compuesto por 11 socios de 7 países distintos. De España, además del CSIC, también participa la Universidad de Oviedo y la empresa valenciana BIOPOLIS. El proyecto tiene una importante representación de socios alemanes que incluyen la Universidad de Greisfwald, el centro de investigación Deusches Institut Fuer Ernaehrungsforschung Postdam Rehbruecke y la empresa internacional del sector de flavonoides Symrise. Otros socios participantes son: Chalmers Tekniska Hoegskola de Suecia, la Universidad de Wroclawiu de Polonia, la compañía especializada de flavonoides Extrasynthese (Francia), la italiana especializada en biología sintética Explora y por último la empresa austriaca Liquifer Systems Group.
El objetivo fundamental del proyecto es desarrollar una plataforma basada en biología sintética que permita la producción de flavonoides funcionalizados a partir de recursos renovables y de una forma eficiente económicamente.
Trabajáis con flavonoides, que son pigmentos naturales presentes en los vegetales y que protegen al organismo del daño producido por agentes oxidantes, como los rayos ultravioletas, la polución ambiental, sustancias químicas presentes en los alimentos, etc. Estos compuestos fueron descubiertos por el premio Nobel Szent-György, quien en 1930 aisló de la cáscara del limón una sustancia, la citrina, que regulaba la permeabilidad de los capilares. No sé si sería muy complicado responder en un lenguaje divulgativo en qué se ha avanzado desde entonces:
Los flavonoides son compuestos que además de ser responsables de la coloración y propiedades organolépticas de muchos vegetales cumplen, como tú has comentado, una función fundamental en la fisiología vegetal como agentes protectores frente a multitud de estreses ambientales. Más allá de estas funciones naturales, desde su descubrimiento se han multiplicado las evidencias que apuntan a que los flavonoides presentan multitud de propiedades tales como antioxidantes, hepatoprotectivas, antibiotícas, antiinflamatorias incluso anticancerígenas. Es por tanto que el interés en el aislamiento, caracterización y producción de estos compuestos no ha parado de crecer en los últimos años. Es interesante indicar que cada vegetal produce una familia de flavonoides diferente, por lo que el universo de flavonoides diferentes existente y sus posibles aplicaciones son enormes. Desafortunadamente, al ser metabolitos muy complejos y difícil de sintetizar químicamente, su producción se basa en la extracción del vegetal donde se produce lo cual no hace rentable el proceso y limita el verdadero potencial de estos metabolitos.
En este proyecto os vais a centrar en las aplicaciones de los flavonoides en las bebidas y por eso tenéis empresas del sector en el consorcio. ¿Qué buscan las empresas en esta iniciativa?
Efectivamente, el foco principal del proyecto es la búsqueda de flavonoides funcionalizados con propiedades organolépticas que puedan ser utilizadas en la industria de bebidas y alimentación, pero si me gustaría resaltar, que a lo largo del proyecto los flavonoides que vayamos sintetizando serán analizados en búsqueda de propiedades biomédicas también.
El interés de la industria de bebidas y alimentación se debe a la capacidad de estos compuestos como potenciadores de sabor naturales. Es bien sabido que la industrialización del sector alimentario explota moléculas potenciadores de sabor y azúcares para hacer más atractivo sus productos. Sin embargo, el abuso de estas sustancias ha sido relacionado con problemas de salud, tales como diabetes, obesidad etc. Además, las nuevas formas de vida sociales más saludables, tienden a evitar el consumo de alimentos artificialmente azucarados. Solo por poner un ejemplo, Carrefour ha eliminado recientemente 100 aditivos de la composición de todos los productos de marca propia (https://actforfood.carrefour.es/Por-que-actuar/100-ADITIVOS), incluyendo el denostado pero universalmente utilizado E621 (glutamato monosódico). Es por todo esto que la búsqueda de compuestos alternativos que lejos de ser dañinos para la salud poseen propiedades beneficiosas mientras proporcionan sabor, se ha convertido en el santo grial de la industria alimentaria actual. En este sentido, los flavonoides se postulan como las moléculas más prometedoras para reemplazar los actuales potenciadores de sabor sintéticos y la adición exógena de azúcar.
Según nos cuentas vais a dividir la ruta de flavonoides en pequeñas rutas para crear consorcios de microrganismos. ¿Qué obstáculos adivinas en aplicaciones futuras?
Si, efectivamente. La principal estrategia del proyecto para poder producir biotecnológicamente estos compuestos es la vieja máxima latina de “Divide et Impera”. Como ya he comentado, la ruta biosintética de estos compuestos en plantas requiere decenas de reacciones enzimáticas las cuales están muy reguladas. Es por esto por lo que los intentos llevados a cabo hasta ahora para producir estos compuestos biotecnológicamente no han dado los resultados esperados. Lo que nosotros proponemos es dividir la ruta (o el problema) en rutas (o problemas) más pequeñas, optimizar estas rutas pequeñas individualmente y finalmente ensamblar todas estas rutas a modo de puzle, en el contexto de no un solo organismo productor, sino en una comunidad microbiana. En esta comunidad o consorcio sintético de microrganismos cada miembro se encarga de hacer una pequeña parte de la síntesis de estos compuestos.
A pesar de que es un abordaje muy novedoso, somos muy optimistas, y creemos que conseguiremos el objetivo fijado. Además, la industria de los flavonoides ya existe, lo cual significa que no tenemos que crear una cadena de valor desde cero, simplemente sustituir la extracción de flavonoides a partir de plantas por nuestro método de producción biotecnológico. Esto acelerará de forma significativa el tiempo requerido para poner en el mercado los flavonoides que produzcamos.
El mayor obstáculo que se prevé es la posible reticencia del público a aceptar métodos de producción de alimentos utilizando organismos modificados genéticamente. Aunque la producción de compuestos con estos organismos no es considerado un alimento transgénico por la legislación Española o Europea, el desconocimiento, la falsa información y fake news que rodean este controvertido tema podría dificultar las aplicaciones de nuestro proyecto.
«El desconocimiento, la falsa información y fake news que rodean este controvertido tema podría dificultar las aplicaciones de nuestro proyecto»
¿Qué consideras fundamental para vencer esas reticencias hacia lo modificado genéticamente?
Consideramos que los enormes beneficios para la salud de estos compuestos y una campaña honesta y veraz informando de los riesgos y beneficios de nuestra aproximación, deberían atenuar las posibles reticencias en la población, si es que existieran. La campaña de información está contemplada como una de las actividades de SYNBIO4FLAV. De hecho tenemos un paquete de trabajo exclusivo para la difusión del proyecto, además vamos a abrir el laboratorio a estudiantes, participaremos en ferias científicas y desarrollaremos actividades de divulgación intentando combatir la desinformación sobre biología sintética que en realidad es la que alimenta falsos temores y fobias.
¿En qué otros proyectos europeos estás participando que como nos comentas has conseguido crear sinergias con este que lanzáis hoy en Bruselas?
El grupo de Biotecnología de Sistemas que dirijo, aunque muy joven, viene desarrollando distintos proyectos Europeos en los últimos años todos ellos encaminados al desarrollo de procesos biosostenibles que reemplacen procesos dependientes de materias primas fósiles. Entre otros, me gustaría mencionar los proyectos LIGBIO y P4SB (https://www.p4sb.eu/) que justo acaban de acabar y abordan la producción sostenible de plásticos reciclables a partir de residuos lignocelulíticos y plásticos derivados del petróleo, respectivamente. La participación en estos dos proyectos ha aportado al grupo no sólo los conocimientos de Biología Sintética necesarios para abordar con garantías SYNBIO4FLAV sino una fuerte conciencia de la labor que tenemos los investigadores como garantes del desarrollo de procesos industriales más respetuosos con el medio ambiente.
Finalmente me gustaría mencionar nuestra participación en el proyecto “Living Architecture” (LIAR) (https://livingarchitecture-h2020.eu/) en el que hemos adquirido las capacidades técnicas para el desarrollo de consorcios microbianos sintéticos. LIAR es un proyecto que integra biotecnología con arquitectura en un intento de crear edificios vivos que incluyan procesos biotecnológicos guiando el desarrollo de espacios habitacionales sostenibles, energética y funcionalmente.
¿Qué es lo que pedirías a la Comisión Europea para que la ejecución de proyectos fuera más fácil y acorde con la realidad?
CONTINUIDAD. En cualquier proyecto nos piden resultados e impactos a corto plazo. Sin embargo, en muchos casos los impactos se logran años después del final del proyecto y si no se dispone de financiación a largo plazo, muchos desarrollos tempranos no llegan a culminarse. Sería interesante desarrollar un programa de seguimiento que propiciara prórrogas o financiación adicional para aquellos proyectos con resultados prometedores después de una financiación inicial.
¿Un sueño científico?
Poder ser partícipe de la próxima revolución biotecnológica que se avecina asistida por la biología sintética. Esta nueva revolución sin duda culminará con un cambio total de nuestros modos de vida sustituyendo recursos fósiles y procesos no respetuosos con el planeta por una economía circular, impulsando medios de producción y tratamiento de residuos completamente sostenibles.
Clive Dove, Igor Martínez, Jesús Torres, Juan Nogales y Blas Blázquez.