DOI: https://doi.org/10.60647/wv8m-v491
Resumen
Las plantas medicinales se han utilizado desde la antigüedad para tratar muchas dolencias y enfermedades en todo el mundo. Los metabolitos secundarios que generan las plantas en respuesta a las condiciones de estrés biótico y abiótico les brindan a las plantas esas propiedades medicinales. Se han realizado estudios para evaluar los metabolitos secundarios de plantas medicinales como potencial tratamiento de diversas enfermedades. Las orquídeas con usos medicinales, como Prosthechea karwinskii tienen potencial para el tratamiento de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo, inflamación y resistencia a la insulina, como el síndrome metabólico y enfermedades cardiovasculares. Debido a los resultados prometedores que se han obtenido, así como a su creciente demanda en la industria farmacéutica y alimentaria, existe urgencia de una producción masiva y una utilización optimizada de los metabolitos secundarios de las plantas. Por lo que hacer uso de la biotecnología vegetal como una herramienta para producir esos metabolitos secundarios permitiría una producción continua, sostenible, rentable y viable para el aprovechamiento de este tipo de compuestos sin tener que recurrir a la extracción de plantas de su entorno natural, en especial para especies vulnerables como las orquídeas.
Palabras clave: orquídeas, biotecnología vegetal, estrés biótico y abiótico
Las plantas medicinales se han utilizado durante siglos para tratar muchas dolencias y enfermedades en localidades de todo el mundo. En los últimos años ha crecido el interés por el uso de las plantas medicinales como forma alternativa o complementaria de tratamiento de diversas enfermedades debido a los beneficios que tienen, así como a la creciente preocupación por los efectos secundarios negativos que presentan la mayoría de los fármacos convencionales (Punetha et al., 2022; Pant et al., 2021; Shahrajabian et al., 2023).
Al igual que nosotros, las plantas también se estresan
Todas las plantas están sometidas a un conjunto de condiciones de estrés abiótico y biótico que influyen en su crecimiento, desarrollo y productividad. El estrés abiótico puede deberse a disminución o incremento en el entorno químico o físico, que incluye temperatura, disponibilidad de agua, salinidad, luz, nutrientes y componentes tóxicos para la planta. Mientras que el estrés biótico se refiere a la presencia de algunos microorganismos que pueden enfermar a la planta, así como a otras plantas que habitan en el mismo lugar. Las plantas reaccionan a ese estrés a nivel morfológico, anatómico, bioquímico y molecular. Pueden adoptar algunos mecanismos para superar el periodo de estrés, como ajustes en su sistema de membranas, mantenimiento de la arquitectura de su pared celular, síntesis de antioxidantes y fitohormonas, así como la producción de metabolitos secundarios (Punetha et al., 2022; Pant et al., 2021; Shahrajabian et al., 2023).
Incluso una planta de la misma especie cultivada en un entorno diferente tiene una concentración diferente de un metabolito secundario en concreto. Esto se debe a que la planta produce una cantidad específica de metabolitos secundarios para contrarrestar el estrés ambiental bajo el que se encuentra (Pant et al., 2021).
¿Pero, qué son los metabolitos secundarios?
Los metabolitos secundarios son compuestos generados por las plantas que no están directamente implicados en sus procesos primarios de crecimiento y desarrollo, se producen como respuesta a factores externos o a algún tipo de estrés. Los metabolitos secundarios difieren de una planta a otra, de una especie a otra, incluso entre las diferentes partes de una misma planta y, por lo general, sus niveles aumentan en condiciones de estrés elevado. Los metabolitos secundarios más comunes son: terpenoides, flavonoles, alcaloides, flavonoides, ácidos hidroxicinámicos, glucósidos, taninos, ácidos fenólicos, compuestos aromáticos, entre otros (Punetha et al., 2022; Pant et al., 2021; Shahrajabian et al., 2023).
Los metabolitos secundarios tienen efectos benéficos en la salud
Las plantas medicinales son fuente de metabolitos secundarios como terpenoides, fenoles, flavonoides, taninos y compuestos aromáticos, entre otros, que son utilizados en la industria farmacéutica y alimentaria (como suplementos y nutracéuticos). Muchos estudios se han centrado en el estudio de diferentes clases de metabolitos secundarios como agentes potenciales para el tratamiento o en la prevención de muchas enfermedades, como la diabetes, el cáncer, la enfermedad de Alzheimer, enfermedades cardiovasculares, la enfermedad de Parkinson, síndrome metabólico, entre otras, los cuales han tenido resultados muy prometedores (Shahrajabian et al., 2023; Joshi et al., 2024)
Orquídeas mexicanas con uso tradicional como fuente de metabolitos secundarios con potencial farmacológico
Las orquídeas se han usado en la medicina tradicional en diversos países, por tal motivo se han estudiado para conocer su composición química y en algunos casos, también sus propiedades farmacológicas. Aunque la mayor cantidad de estudios se ha realizado en orquídeas asiáticas, se han comenzado a estudiar también las orquídeas de origen mexicano, usadas también en la medicina tradicional desde hace siglos y que son fuente potencial de metabolitos secundarios con potencial farmacológico.
Prosthechea karwinskii es una orquídea estudiada recientemente, es una especie endémica del sureste de México, cuyas hojas son usadas para tratar diabetes; sus pseudobulbos para tratar diabetes, así como heridas y quemaduras; y sus flores para tratar la tos, disminuir el riesgo de aborto espontaneo y ayudar en labor de parto (Cruz García et al., 2014). Entre los metabolitos secundarios producidos en sus diferentes partes se encuentran diferentes compuestos fenólicos y flavonoides, los cuales tienen reportes de actividades biológicas y dan soporte a su uso tradicional (Barragán Zarate et al., 2022). Como resultado de las actividades biológicas que se le han evaluado se tiene lo siguiente: las hojas, pseudobulbos y flores reducen los niveles de grasa corporal, glucosa, colesterol total y triglicéridos en ratas Wistar con síndrome metabólico (Rojas Olivos et al., 2017). Las hojas de esta orquídea han sido objeto de más estudios, en donde se ha encontrado que tienen propiedades antioxidantes al evaluarse en células de la sangre, antiinflamatorias y gastroprotectoras en ratas Wistar (Barragán Zarate et al., 2020). Además, disminuyen la obesidad, la resistencia a la insulina, la inflamación y el riesgo cardiovascular en ratas Wistar con síndrome metabólico (Barragán Zarate et al., 2021). También reducen el estrés oxidativo al regular la actividad de enzimas antioxidantes, y tienen potencial para tratar enfermedades cardiovasculares y aterotrombosis (Barragán-Zarate et al., 2024; Lagunez Rivera et al., 2023; Barragán-Zarate et al., 2024).
Un estudio reciente sobre la variación en la composición química de hojas y pseudobulbos de plantas de Prosthechea karwinskii, colectadas de diferentes localidades del estado de Oaxaca, indica que las diferentes condiciones geográficas tienen efecto sobre la cantidad de metabolitos secundarios presentes en la orquídea. Se piensa que las plantas con un mayor contenido de metabolitos secundarios de interés tienen mayor potencial farmacológico (Barragán-Zarate et al., 2025). Estos antecedentes nos muestran la importancia de seguir investigando la bioactividad de los compuestos presentes en las plantas medicinales debido a su potencial uso en el área de la salud, además de explorar herramientas que permitan mejorar el potencial farmacológico de esas plantas sin afectar las poblaciones naturales de la especie.
Uso de la biotecnología en la salud
Debido a las propiedades de las plantas medicinales y los metabolitos secundarios que contienen, así como su creciente demanda en la industria farmacéutica y alimentaria, existe urgencia de una producción masiva y una utilización optimizada de los metabolitos secundarios de las plantas. La biotecnología puede emplearse como una herramienta mediante la biosíntesis, regulación y manipulación de las moléculas bioactivas de las plantas medicinales. Simular las condiciones de estrés ambiental biótico y abiótico con el objetivo de incrementar la producción de los metabolitos secundarios de interés. Debido al amplio uso comercial de estos metabolitos, la investigación se centra en aumentar la producción mediante técnicas de cultivo de tejidos vegetales para mejorar la producción a gran escala utilizando biorreactores. Se exploran diferentes métodos de producción in vitro de plantas, como el cultivo de callos o suspensión de células vegetales para producir esos metabolitos secundarios a partir de plantas. Las técnicas de producción de metabolitos secundarios mediante cultivo de tejidos vegetales y su escalamiento, permitirían una producción continua, sostenible, rentable y viable para el aprovechamiento de este tipo de compuestos (Joshi et al., 2024; Tanvir et al., 2024).
