Un equipo del Instituto Weizmann de Ciencias ha conseguido que hojas de Nicotiana benthamiana, una pariente del tabaco muy utilizada en investigación, produzcan al mismo tiempo cinco sustancias psicodélicas. Son DMT, psilocina, psilocibina, bufotenina y 5-MeO-DMT, compuestos que en la naturaleza aparecen repartidos entre plantas, hongos y animales.
El resultado no es una planta preparada para el consumo ni un nuevo tratamiento médico. Es una prueba de concepto que podría facilitar la investigación y, con más desarrollo, reducir la necesidad de obtener estas moléculas de especies silvestres. Pero hay un detalle importante, cuando todas las rutas funcionan a la vez, la producción baja con fuerza.
Una fábrica viva
Aunque proceden de organismos muy distintos, las cinco sustancias comparten una base química relacionada con el triptófano. Este aminoácido también participa en la producción de serotonina en el cuerpo humano, lo que ayuda a entender por qué estos compuestos interactúan con receptores del sistema serotoninérgico.
Los investigadores reunieron dentro de una misma planta rutas bioquímicas que la evolución había separado. “En esencia, creamos una especie de cóctel biológico, no mezclando sustancias externas, sino combinando sus vías de producción dentro de un mismo organismo”, explicó el profesor Asaph Aharoni. No es poca cosa.
Cómo lo consiguieron
El primer paso fue resolver cómo producen DMT algunas plantas. El equipo estudió Psychotria viridis, utilizada en preparados tradicionales de ayahuasca, y Acacia acuminata, e identificó enzimas capaces de transformar el triptófano en triptamina y después en DMT.
Después trasladó esos genes a hojas de Nicotiana benthamiana y añadió las instrucciones necesarias para fabricar las otras cuatro sustancias. La planta utilizó su propio triptófano, sin recibir los compuestos intermedios desde fuera, y una semana después se detectaron las cinco moléculas. La expresión fue transitoria, no una modificación genética estable que pudiera heredarse durante generaciones.
Un aminoácido lo cambió todo
La producción de 5-MeO-DMT fue inicialmente muy baja, por debajo de 0,5 microgramos por gramo de tejido fresco. Mediante modelos estructurales de AlphaFold3, los científicos observaron que una molécula no encajaba bien en el centro activo de una de las enzimas.
El equipo sustituyó un único aminoácido de esa proteína y la producción media pasó de 0,2 a 8,5 microgramos por gramo, unas 40 veces más. “Cambiamos un aminoácido en la secuencia de proteínas y obtuvimos un aumento de 40 veces en la producción de 5-MeO-DMT”, recordó la doctora Paula Berman. Un ajuste diminuto abrió una puerta enorme.
El gran cuello de botella
Con las rutas separadas, la planta podía producir cantidades mayores de algunos compuestos. Al activar los nueve genes necesarios para fabricar las cinco sustancias a la vez, todas fueron detectadas, pero la concentración de DMT cayó de una media de 89,4 a solo 0,08 microgramos por gramo. La bufotenina y la 5-MeO-DMT también disminuyeron aproximadamente cinco veces.
¿Qué significa esto en la práctica? Las distintas rutas compiten por la misma materia prima y algunas enzimas desvían más recursos que otras. Para convertir esta idea en una fábrica útil habrá que equilibrar la expresión de los genes, mejorar el suministro de precursores y evitar reacciones secundarias.
Una posible ayuda para la naturaleza
Hoy, parte de estas moléculas se obtiene de organismos que crecen despacio o que soportan una creciente presión humana. Los autores citan la pérdida de hábitat, la caza furtiva y la recolección excesiva que afectan al sapo del desierto de Sonora, además de la presión sobre Psychotria viridis y el riesgo de una extracción insostenible de corteza de Acacia acuminata. El sapo no es una materia prima infinita, y ahí está el problema.
Cultivar una planta de laboratorio de crecimiento rápido podría reducir esa extracción y ofrecer moléculas más uniformes para investigar. Pero la etiqueta “más sostenible” todavía debe demostrarse a escala real, midiendo el consumo de agua, energía, superficie, disolventes y la generación de residuos. El propio trabajo reconoce que faltan mejoras de rendimiento, estabilidad y procesado.
Moléculas fuera del catálogo natural
El equipo también incorporó enzimas bacterianas capaces de añadir cloro o bromo. Así obtuvo derivados halogenados de DMT y versiones cloradas de psilocibina que no se producen de forma natural en las plantas. Algunas posiciones químicas todavía requieren confirmación mediante análisis más precisos.
Estas variantes amplían la biblioteca de compuestos disponibles para estudiar posibles propiedades farmacológicas. Sin embargo, el experimento no demuestra que sean medicamentos seguros o eficaces, ni evaluó tratamientos en personas. La palabra clave es potencial.
Qué viene ahora
Los siguientes pasos pasan por crear líneas vegetales estables, aumentar el rendimiento sin perjudicar el crecimiento de la planta y mejorar la extracción de las moléculas. También habrá que controlar la dosis, la pureza y la regulación antes de pensar en cualquier aplicación clínica o alimentaria.
El avance real consiste en haber convertido una planta modelo en una plataforma modular donde se pueden combinar y modificar rutas químicas procedentes de varios reinos de la vida.
El estudio completo ha sido publicado en la revista Science Advances.
