Una planta sudafricana llamada paraguas lanudo no tiene nada que ver con la planta de cannabis, pero produce un montón de los compuestos activos del cannabis (cannabinoides), algunos de los cuales podrían tener nuevos usos médicos. En un estudio publicado hoy en Nature Plants, investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias han identificado más de 40 cannabinoides en el paraguas lanudo, y han revelado la serie de pasos bioquímicos que sigue la planta cuando fabrica estos compuestos. Los investigadores también mostraron cómo estos pasos pueden reproducirse en el laboratorio para sintetizar o incluso diseñar nuevos cannabinoides.

La conocida planta de cannabis produce más de 100 cannabinoides diferentes, y sigue siendo su productor emblemático. Pero el paraguas lanudo es una planta de crecimiento rápido. “Hemos encontrado una nueva fuente importante de cannabinoides y desarrollado herramientas para su producción sostenida, lo que puede ayudar a explorar su enorme potencial terapéutico“, dijo Shirley (Paula) Berman, que dirigió el estudio en el laboratorio de Asaph Aharoni en el Departamento de Ciencias Vegetales y Medioambientales de Weizmann.

Los cannabinoides ya se aplican ampliamente para aliviar el dolor, las náuseas, la ansiedad y los ataques epilépticos, y la lista de sus posibles usos crece rápidamente. Los receptores moleculares que responden a estos compuestos son comunes en los seres humanos, no solo en el cerebro sino también en todo el cuerpo, lo que sugiere que los cannabinoides que se unen a ellos podrían utilizarse para tratar desde el cáncer hasta las enfermedades neurodegenerativas.

La promesa que encierran los cannabinoides para la medicina es precisamente la razón por la que el laboratorio de Aharoni inició un estudio del paraguas lanudo, o Helichrysum umbraculigerum, que debe su nombre común a sus flores aterciopeladas, de color amarillo mostaza y forma de sombrilla. Pertenece a una familia de plantas totalmente distinta de la del cannabis; entre sus parientes figuran los girasoles, las margaritas y la lechuga. Pero desde hace mucho tiempo se sabe que la sombrilla lanuda se quema en rituales populares para liberar vapores embriagadores, lo que sugiere que podría contener sustancias químicas que afectan al cerebro. De hecho, científicos alemanes que estudiaron la planta hace más de 40 años encontraron pruebas de que contiene cannabinoides, pero estudios más modernos no lograron reproducir sus hallazgos.

Ahora Berman y sus colegas, utilizando una batería de tecnologías de vanguardia, han confirmado ese primer informe. Secuenciaron el genoma completo del paraguas lanudo y utilizaron química analítica avanzada, incluida la espectroscopia de masas de alta resolución, para identificar los tipos de cannabinoides que contiene. Mediante resonancia magnética nuclear, los investigadores revelaron la estructura precisa de más de una docena de estos cannabinoides y otros metabolitos relacionados. Rastrearon toda la ruta bioquímica implicada en la producción de cannabinoides y determinaron en qué parte de la planta se fabrican.

Resulta que el paraguas lanudo fabrica cannabinoides principalmente en sus hojas, lo que posiblemente le da una ventaja económica sobre el cannabis, que produce estos compuestos en los racimos de flores, o inflorescencias, de vida más corta y más difíciles de cosechar. A pesar de esta diferencia, los científicos de Weizmann encontraron muchos puntos en común entre el paraguas lanudo y el cannabis. En particular, las enzimas utilizadas en cada paso de su proceso de producción de cannabinoides pertenecen a las mismas familias, a lo largo de la primera mitad de la vía bioquímica.

Seis de los cannabinoides encontrados en el paraguas lanudo son idénticos a los del cannabis. Entre los seis no se incluyen los dos más famosos, el THC y el CBD, pero sí el cannabigerol, o CBG, una estrella emergente de la investigación sobre cannabinoides: tiene aplicaciones terapéuticas potenciales, pero carece de efectos que alteren el estado de ánimo. La forma ácida del CBG, que aparece en una concentración relativamente alta en la planta, sirve como precursor para la producción de todos los cannabinoides clásicos, lo que apoya la idea de que el paraguas lanudo podría convertirse en una valiosa fuente de cannabinoides vegetales.

Se desconoce para qué sirven los cannabinoides en las plantas, pero probablemente les proporcionan defensas contra animales o peligros ambientales. “El hecho de que en el curso de la evolución dos plantas no relacionadas genéticamente desarrollaran de forma independiente la capacidad de fabricar cannabinoides sugiere que estos compuestos desempeñan importantes funciones ecológicas“, explicó Aharoni. “Se necesita más investigación para determinar cuáles son estas funciones“.

Su equipo ya ha llevado un paso más allá sus últimos conocimientos sobre la genética de los cannabinoides, utilizándolos para generar las enzimas productoras de cannabinoides recién descubiertas en las plantas de tabaco. Los investigadores también consiguieron utilizar estas enzimas para crear cannabinoides acabados en levadura, lo que apunta a una nueva forma de fabricar los compuestos para la investigación y la industria biotecnológica.

En el futuro, los hallazgos del estudio podrían incluso conducir a la ingeniería de cannabinoides que no existen en la naturaleza. Podrían diseñarse, por ejemplo, para que se unieran mejor a las formas humanas de los receptores cannabinoides o para obtener beneficios terapéuticos específicos.

Los cannabinoides presentes de forma natural en el paraguas lanudo también podrían abrir nuevas posibilidades. Al respecto, Berman concluyó: “El siguiente paso emocionante sería determinar las propiedades de los más de 30 nuevos cannabinoides que hemos descubierto, y luego ver qué usos terapéuticos podrían tener“.