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El desarrollo de un cultivo transgénico desde el laboratorio al campo lleva, en promedio, unos 16 años. Los cultivos antes mencionados son los que ya han alcanzado el mercado, y representan apenas la “punta del iceberg” de una enorme cantidad de desarrollos que hoy se encuentran en etapas de experimentación y evaluación. En estos desarrollos se combinan diversas características y una gran gama de especies comestibles, que incluyen cereales, frutas y hortalizas. Las características incorporadas en estos cultivos transgénicos en desarrollo se pueden agrupar en: mejoras agronómicas, mejoras en calidad, y plantas como fábricas de moléculas de interés.

Cultivos con mejoras agronómicas

Aunque ya hay varios cultivos transgénicos con este tipo de características en el mercado, el número de proyectos y actividades de investigación es mucho mayor. Los objetivos son diversos, y se centran en la obtención de plantas resistentes a enfermedades e insectos, tolerantes a herbicidas, y tolerantes a estreses abióticos, como sequía, salinidad, heladas, etc.

Algunos de los cultivos transgénicos en desarrollo son:

- Resistentes a virus: papa, batata, mandioca, caña de azúcar, tomate, cáñamo, poroto, vid, maíz, cítricos, maní, melón, repollo, trigo, zuchini, banana, ají.
- Resistentes a bacterias: arroz, caña de azúcar, papa.
- Resistentes a hongos: banana, frutilla, vid, trigo, pasturas, soja, arroz, manzana, tomate.
- Resistentes a insectos: arroz, manzana, brócoli, papa, tomate, sorgo, repollo.
- Tolerantes a sequía: arroz, alfalfa, remolacha azucarera, papa, soja, trigo.
- Tolerantes a heladas: tomate, maíz, alfalfa, papa, arroz, canola.
- Mayor eficiencia de uso de nutrientes: arroz.
- Tolerantes a herbicida: papa, tomate, trigo, arroz, caña de azúcar.

Cultivos con mejoras en la calidad

Los primeros cultivos genéticamente modificados que han llegado al mercado llevan características que benefician directamente a la producción agrícola. Sin embargo, cada vez hay más cultivos que tienen mejoras en la calidad. Hay muchos desarrollos que incluyen la introducción o modificación de características que pueden ser aprovechadas directamente por la industria o el consumidor. En esta nueva generación de cultivos transgénicos se buscan cambios específicos en la composición de las plantas, a través de la modificación en la proporción de nutrientes u otros componentes, la biofortificación, o la eliminación de toxinas y alérgenos naturales.

La industria del papel podría beneficiarse directamente con papas que contengan un almidón con más amilopectina que amilosa, o árboles cuya madera tenga un menor contenido de lignina, mientras que ciertas modificaciones en las oleaginosas podrían generar aceites más aptos para maquinarias y aplicaciones industriales.

Para el área de la alimentación animal se están desarrollando forrajes con menos lignina (más digeribles), y granos (como el maíz) con niveles mayores de aminoácidos esenciales, como lisina y metionina. En la floricultura, la ingeniería genética está logrando flores que duran más en el florero. El desarrollo de frutos (tomates, bananas, melones, frambuesas, etc.) que maduren más lentamente podría beneficiar a las cadenas industriales correspondientes, e incluso al consumidor, que podría aprovechar mejor sus propiedades naturales.

- Biotecnología forestal (PDF)

- Biotecnología y plantas ornamentales (PDF)

- Biotecnología y especies forrajeras: Cuaderno para docentes Nº 96

Los consumidores, además, podrían optar por hortalizas con más vitaminas y factores promotores de la salud, frutos secos sin alérgenos, o aceites comestibles más saludables. Algunos ejemplos de desarrollos en los que las modificaciones genéticas podrían generar alimentos más sanos son:


El arroz dorado

Es un tipo de arroz al que se le agregó los genes necesarios para producir beta caroteno, el precursor de la vitamina A. El arroz dorado pretende aportar vitamina A las poblaciones que no consumen diariamente la suficiente cantidad de esta vitamina. Luego de más de 25 años de desarrollo este arroz finalmente llegó a los platos de los filipinos en 2023. 

Se estima que cada año alrededor de 500.000 niños en todo el mundo pierden la vista por causa de esta deficiencia, que se manifiesta especialmente en el sudeste asiático, donde el arroz es un alimento básico. En julio de 2021, los reguladores de Filipinas aprobaron el arroz dorado para ser cultivado en ese país. Los agricultores filipinos son los primeros en el mundo en poder cultivar este arroz enriquecido con nutrientes para ayudar a reducir la desnutrición infantil. Además de Filipinas, Australia, Nueva Zelanda y Estados Unidos también aprobaron el arroz dorado para consumo directo y procesado, afirmando su seguridad.

- Arroz dorado: para mirarte mejor

- Proyecto arroz dorado

Mejores aceites

En la lista de cultivos con modificaciones en el contenido de aceites se destacan las destinadas a evitar la hidrogenación (soja alto esteárico, alto oleico o bajo linolénico), incorporar omega 3 (en soja, canola y lino) y aumentar los niveles de vitamina E (en maíz, soja y canola).

- Biotecnología y aceites: Cuaderno para docentes Nº 66

Mandioca más segura

La yuca o mandioca es un cultivo de gran importancia como alimento en los países tropicales. Sin embargo, sus raíces y hojas producen laminarina, un glucósido cianógeno que en el tracto digestivo genera cianuro, altamente tóxico. Aunque la laminarina se destruye normalmente en el procesamiento y cocción de la mandioca, existe un importante riesgo de envenenamiento en el caso de consumo de mandioca insuficientemente procesada (basta mencionar un caso de 2005 en Filipinas, en el que 27 chicos murieron por ingestión de un alimento basado en mandioca mal cocida). Los científicos en este caso emplearon a la biotecnología moderna no para agregar genes, sino para “silenciarlos”, con el fin de disminuir el contenido de laminarina. Lograron plantas de mandioca con un 99% menos de laminarina en las raíces que las plantas normales. Cabe destacar con este ejemplo el papel relevante que podría jugar la biotecnología moderna en mejorar la seguridad alimentaria en el mundo. Otros ejemplos basados en el silenciamiento de genes son los desarrollos de maní y soja hipoalergénicos, café con menos cafeína y trigo libre de gluteninas.

- Silenciamiento génico en plantas (ARNi)

Tomates con más antioxidantes

Una de las líneas de trabajo de tomates con más antioxidantes es la de tomates con más licopeno. El licopeno es un carotenoide antioxidante, neutraliza los radicales libres que se producen en el organismo y que llevan al envejecimiento celular y al desarrollo de enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer. Por eso tanto los tomates, como sus derivados, están siendo considerados como alimentos funcionales y ya hay cápsulas de licopeno en el mercado. Sin embargo, y como la mayoría de los ingredientes activos de los alimentos, los niveles de licopeno en el tomate son muy bajos como para lograr el efecto deseado a través de la ingesta. Los investigadores están intentando aumentar el contenido de licopeno por ingeniería genética, a través de la introducción de los genes correspondientes a las enzimas que intervienen en su síntesis. Ya han logrado tomates transgénicos que contienen entre 2 y 3,5 veces más licopeno que los tomates comunes.

Otra forma de incrementar la producción de antioxidantes es sumando antocianinas. Las antocianinas son pigmentos vegetales, presentes en moras y arándanos, a los cuales se le atribuyen propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas. Como antioxidantes, neutralizan los radicales libres que se producen en el organismo y que llevan al envejecimiento celular y al desarrollo de enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer. Los investigadores han logrado un tomate con alto nivel de antocianinas por ingeniería genética, a través de la introducción de dos genes, originarios de la flor boca de dragón, que intervienen en su síntesis. Ya han logrado tomates transgénicos que acumulan antocianinas en la pulpa y son morados por fuera y por dentro. Estos tomates morados ya están disponibles para los consumidores en EEUU, desde principios de 2024.

Las plantas como biorreactores o fábricas de moléculas

El término “fábrica de moléculas” o “molecular pharming/farming” se refiere al empleo de plantas para producir moléculas interesantes para la industria, como la farmacéutica, química, etc. En este tipo de cultivos transgénicos se trata de modificar genéticamente a las plantas con el fin de alterar sus rutas metabólicas y así producir el compuesto de interés o bien introducir genes cuyos productos nada tienen que ver con el metabolismo vegetal. Como ciertos biopolímeros, enzimas y fármacos proteicos.

Las plantas pueden ser usadas como fábricas de fármacos, ya que es posible expresar en estos organismos genes de cualquier origen, inclusive humanos. Los sistemas de producción de fármacos como proteínas recombinantes actualmente emplean bacterias, levaduras y células de mamífero en cultivo, pero cada uno de estos sistemas presenta sus limitaciones. Las ventajas de las plantas superan a las de los sistemas mencionados, ya que incluyen los bajos costos, la producción a gran escala, la falta de contaminación con patógenos y la posibilidad de obtener una molécula igual, en la mayoría de los casos, a la deseada. Los productos recombinantes obtenidos de animales o plantas transgénicas están siendo evaluados para su uso en humanos.

Comparación de sistemas de producción de proteínas de interés

(1) Se refiere, en términos generales, a cuánto se asemeja a la proteína original en su estructura y función, ya que la expresión de ciertas proteínas simples y no glicosiladas puede realizarse con éxito en bacterias y levaduras.

Además de hormonas y enzimas de interés farmacéutico, resulta particularmente interesante la producción de anticuerpos y vacunas en plantas. Con respecto a los anticuerpos, se emplean en el desarrollo de métodos de diagnóstico y tratamiento de ciertas enfermedades, como el cáncer. Las plantas permiten la producción de inmunoglobulinas completas y funcionales, capacidad hasta ahora limitada al cultivo de células de mamífero. En cuanto a las vacunas, hay vacunas contra la COVID-19 producidas en plantas. 

La producción de vacuna en plantas ofrecería la posibilidad de generar vacunas comestibles, que resulten más baratas, estables y fáciles de administrar. Hay algunas vacunas comestibles que se están desarrollando en el laboratorio, y algunas ya se están ensayando en humanos, con resultados satisfactorios. Entre estos desarrollos cabe destacar las vacunas contra la rabia, la hepatitis B, el cólera, producidas en espinaca, lechuga y papa, respectivamente.

- Las plantas como fábricas de proteínas terapéuticas

- Cultivos GM en el mundo: lo que hay y lo que vendrá

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