La Dra. Andrea Mahn, del Departamento de Ingeniería Química, ha orientado su trayectoria como investigadora al desarrollo de alimentos funcionales. Esa experiencia permitió que se fuera interesando en las propiedades de algunos “superalimentos” que se caracterizan por sus propiedades naturales, como por ejemplo, ralentizar la oxidación de las células y ayudar a su recuperación.
En 2020, la doctora en Ciencias de la Ingeniería con mención en Química se adjudicó el proyecto N° 1201418 del concurso Fondecyt Regular, junto al Dr. Antonio Castillo,de la Facultad de Química y Biología. La iniciativa busca generar un proceso de producción de mirosinasa, una enzima que cataliza la producción de sulforafano, que es un compuesto bioactivo presente en el brócoli y que contribuye a la prevención de algunas enfermedades crónicas no transmisibles, como la hipertensión y algunos tipos de cáncer.
La enzima mirosinasa activa o cataliza la formación del sulforafano, que es altamente sensible a la temperatura por lo que se degrada con la cocción del brócoli, disminuyendo los efectos beneficiosos. Por eso, contar con un proceso de producción de mirosinasa permitiría a futuro realizar la catálisis en un reactor, de manera controlada, y no en el vegetal, idea que motiva a los investigadores hace años. “El sulforafano actúa como antioxidante in vivo, desencadenando la defensa antioxidante de la celula”, explica la Dra. Mahn.
Producto natural
La obtención de la enzima podría ser beneficiosa para apoyar la prevención, o aminorar los síntomas, de enfermedades crónicas no transmisibles, como enfermedades neurodegenerativas, problemas cardiacos, y algunos tipos de cáncer, que están asociadas al estrés oxidativo, creando un producto de prevención y bienestar orientado a la industria alimentaria, de origen natural, sin modificaciones ni intervenciones en su estructura.
El proyecto abarca todo el ciclo: desde la obtención de la mirosinasa, hasta las especificaciones técnicas para hacer escalable su producción industrial y comercialización.
El Dr. Antonio Castillo, coinvestigador del proyecto, es especialista en Biología Molecular y está a cargo de la clonación y expresión de la enzima mirosinasa en dos microorganismos, que es la primera etapa de la cual dependen las fases posteriores del proyecto.
La Dra. Mahn explica que el proceso inicial se trata de clonar la enzima en sistemas de expresión que permitan reproducir su cultivo a mayor escala: “actualmente, estamos probando en dos tipos de levaduras y una bacteria. Necesitamos un microorganismo que permita producir, en cantidades importantes, la enzima para seguir hasta la segunda etapa”.
Esta segunda fase consiste en dos pasos para optimizar la producción: El primero sigue el método río arriba focalizado en la fermentación, el crecimiento del microorganismo y la inducción para establecer cuáles son las mejores condiciones que maximicen la producción de la mirosinasa. Luego, el paso río abajo se centra en optimizar todas las etapas posteriores (que incluye varias operaciones de separación) hasta obtener la enzima pura y estabilizada, que se pueda almacenar y comercializar.
La tercera etapa es la evaluación del proceso productivo. “Cuando ya tengamos los parámetros para hacer el escalamiento, la última parte es hacer una evaluación de factibilidad técnica y económica para implementar este proceso a nivel industrial: tener la enzima, producirla, optimizar el proceso, hacer un escalamiento y la evaluación”, es un proceso grande y de ciclo completo señala la investigadora.
Vinculación con empresas
La obtención de sulforafano y de la enzima ha generado interés internacional y el equipo se ha sorprendido con dos empresas que han expresado interés por licenciar la tecnología que este proyecto ha permitido desarrollar, “todavía no tenemos los resultados definitivos y ya podríamos tener la tecnología vendida”, asegura la académica del Departamento de Ingeniería Química.
Sin embargo, el cierre del laboratorio debido a la pandemia trajo cambios en el calendario del proyecto, afectando al grupo de investigación, que también está integrado por dos estudiantes (de pregrado y postgrado). Los investigadores buscaron la forma de retomar las actividades para continuar, porque el proyecto ya había llamado la atención empresarial, oportunidad que no se puede desatender. “¡El mercado lo está pidiendo! Hay empresas interesadas, tendríamos con quien trabajar”, sostiene la Dra. Mahn.
Por eso, siguieron todos los pasos para poder regresar a trabajar en el laboratorio. Actualmente cumplen turnos y protocolos para avanzar y continuar el desarrollo biotecnológico, que no sólo busca generar conocimiento nuevo (como investigación fundamental para responder al financiamiento de Fondecyt), sino también patentar.
El desafío para enfrentar en la próxima fase es la optimización, es decir, que se produzca la enzima en un medio de cultivo óptimo para el objetivo de producción industrial. Esto también tiene complejidades ya que es necesario contar con el equipamiento y la disponibilidad para el trabajo en el laboratorio, de manera de contar en el futuro con una tecnología que se pueda transferir al sector industrial.
Las firmas interesadas resultaron no ser chilenas, algo que a la investigadora no le sorprende, porque en su experiencia, el circuito nacional aún es débil en tener una visión innovadora para detectar una oportunidad y desarrollar una inversión tecnológica. Explica que la mayoría de los empresarios del área apuesta por las exportaciones de materias primas, pero quizá con resultados exitosos, como los que esperan de este proyecto, se motiven a invertir en tecnología nacional que posiblemente también puedan exportar.
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La investigación dirigida por la Dra. Andrea Mahn busca generar un método de obtención y producción de un compuesto bioactivo para la industria alimentaria a partir de una enzima específica del brócoli,que activa el sistema antioxidante celular. La iniciativa ya cuenta con dos empresas interesadas.
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