El auge de la ciencia del cannabis

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Rivalpo
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El auge de la ciencia del cannabis

Mensajepor Rivalpo » Dom Ago 04, 2019 2:21 pm

« El análisis mostró que el etiquetado comercial de los subtipos indica y sativa del cannabis rara vez correspondía al perfil genético real de las plantas. Y varias muestras comercializadas con el mismo nombre de variedad - la White Widow, por ejemplo - a menudo han demostrado tener una firma genética muy diferente. Es absolutamente inconcebible en cualquier otra producción agrícola legal. No se puede poner una manzana Royal Gala en un mercado alegando que es una Pink Lady. »


La legalización de la marihuana en Canadá ha liberado toda una esfera de investigación agrícola que antes estaba prohibida.

Jonathan Page ha codeado el cannabis toda su vida. En la isla de Vancouver, Canadá, donde creció en los años 70, estaba rodeado de hippies y fumadores de porros. Después de obtener un doctorado en biología y fitoquímica vegetal a principios de los años 2000, se sentía logicamente muy cómodo trabajando en el cáñamo cultivado (Cannabis sativa) para su post-doctorado en Alemania.

Durante el post-doctorado, Jonathan Page ayudó a caracterizar a un par de genes responsables de la producción, en determinadas variedades de cannabis, de aceites aromáticos responsables de los perfumes de pino y limón. Y en una entrevista para un puesto de trabajo en el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC), el joven investigador propuso proyectos similares para estudiar cómo el cannabis produce compuestos de interés farmacéutico, los cannabinoides

Page obtuvo el puesto, pero se desilusionó cuando comenzó a crear su equipo de investigación en el Instituto Nacional de Biotecnología de Plantas de Saskatoon, Canadá, en 2003. Su jefe le dijo : « No vas a trabajar aquí con marihuana. Somos el gobierno. »

Pero un cambio de política hace que la situación sea totalmente diferente hoy en dia. El 17 de octubre de 2018, Canadá se convirtió en el segundo país del mundo, después de Uruguay, en legalizar el cannabis para todos sus usos. Y, aunque algunos otros países, en particular Israel, han invertido en investigación agrícola sobre el cannabis, la total legalización en Canadá ha provocado una entrada sin precedentes de fondos para la investigación básica sobre esta planta.

La mayoría de los 129 productores canadienses de cannabis con licencia ahora insisten en trabajar con científicos en temas que van desde la cartografía genética y la ingeniería metabólica, hasta las mejores técnicas de cultivo y secado del cannabis. Y, como parte de un esfuerzo por conquistar el mercado legal mundial de la marijuana -un mercado que, según estimaciones prudentes, debería superar los 50 000 millones de euros en una década -, los gobiernos federales y provinciales de Canadá dedican millones de dólares a la investigación.

Algunos investigadores, como Jonathan Page (que, sin embargo, pudo realizar algunos estudios sobre el cannabis en su década en el NRC), están dispuestos a aprovechar la gran fiebre del "oro verde" en Canadá. Sin embargo, los botánicos de todo tipo se están volviendo locos con el cannabis, tanto por las oportunidades de financiamiento como por los nuevos campos científicos inexplorados que se abren a ellos. « Se habla de una planta que lleva un siglo de retraso en técnicas de selección y desarrollo científico », explica Ernest Small, botanista en el Ministerio de Agricultura canadiense (Agricultura y Agricultura Canadá) en Ottawa, que ha estudiado el cannabis en varias ocasiones desde 1971.


Una investigación estancada

Cuando Jonathan Page regresó a Canadá hace 15 años, se resignó a estudiar a un pariente cercano de cannabis, el lúpulo (Humulus lupulus), que se utilizaba en la fabricación de cerveza. Pero él buscó por todos los medios continuar trabajando con la marijuana. El biólogo ha obtenido una licencia para cultivar cáñamo industrial, una variedad de cannabis que se cultiva por sus fibras y que solo produce pequeñas cantidades de tetrahidrocannabinol (THC), el compuesto psicotrópico responsable de los efectos del cannabis. Finalmente, entró en contacto con la única empresa en ese momento contratada por el gobierno para producir cannabis con fines médicos.

Jonathan Page destacó la vía molecular que conduce a la formación del THC y el cannabidiol (CBD), el otro principal compuesto de cannabis de interés médico. Junto con el genetista Timothy Hughes de la Universidad de Toronto, secuenció el genoma de una potente variedad de cannabis llamada Purple Kush. Pero « el NRC todavía no estaba a favor de estos trabajos », dice. Por ese motivo, en 2013, el biólogo se mudó a Vancouver para iniciar su propia empresa de biotecnología de cannabis, Anandia Labs.

Como parte de uno de los primeros proyectos de Anandia, Jonathan Page trabajó con Sean Myles, un genetista de poblaciónes de la Universidad Dalhousie, en Truro, Canadá, para caracterizar genéticamente 124 muestras de cannabis. El análisis mostró que el etiquetado comercial de los subtipos indica y sativa de cannabis rara vez se correspondía con el perfil genético real de las plantas. Y varias muestras comercializadas con el mismo nombre de variedad - la White Widow, por ejemplo - a menudo han demostrado tener una firma genética muy diferente. «Es absolutamente inconcebible en cualquier otra producción agrícola legal», explica Sean Myles. «No se puede poner una manzana Royal Gala en el mercado alegando que es una Pink Lady »


Guardar los machos para experimentos

En un centro comercial de las afueras de Toronto, situado junto a una tienda de pintura, se encuentra un edificio de ladrillos, donde reside TerrAscend, un productor de cannabis. En su interior, más allá de una valla de alambres y de varios dispositivos electrónicos de seguridad, se encuentran salas de cultivo llenas de Shishkaberry, CBD God Bud y Cold Creek Kush, variedades de cannabis apreciadas respectivamente por sus propiedades somníferas, antidepresivas y antiestrés.

Casi todas las plantas son hembras no polinizadas, llamadas "sinsemilla", que producen unos cogollos florales ricos en THC y otros cannabinoides. Los machos, con sus bolsas llenas de polen, no sólo son superfluos - todas las plantas hembras son reproducidas por clonaje-, sino que también se eliminan para no correr el riesgo de mezclar los genomas por una polinización incontrolada .

Sin embargo, TerrAscend dispone de un pequeño espacio en la parte trasera del edificio reservado a los machos. El pasado mes de junio, la empresa lanzó una fase de investigación y desarrollo en colaboración con científicos de dos universidades ontarianas, que utilizarán estas plantas conservadas para experimentos comunes en agronomía, pero que rara vez se han hecho con el cannabis. Los científicos emparajerán las plantas, las estimularán a producir semillas y las expondrán a compuestos químicos mutágenos con la esperanza de que surjan nuevas características deseables, como la resistencia a las plagas y la mayor tolerancia a las presiones ambientales, como la sequía.

Los científicos que participan en el proyecto TerrAscend, en particular los fitogenéticos Peter McCourt y Shelley Lumba, de la Universidad de Toronto, planean mutar seis variedades de cannabis para obtener versiones mejoradas de algunas de las variedades producidas por la empresa. "Nuestro objetivo principal, dice Lumba, es convertir el cannabis en un cultivo hortícola".

Otra práctica que se remonta a varias décadas para mejorar las plantas de cultivo es duplicar o triplicar intencionalmente sus genomas (triploidia, tetraploidia), lo que tiende a dar células más grandes, características estructurales más desarrolladas y un mayor rendimiento en compuestos útiles. Las especies de trigo domesticadas, por ejemplo, poseen entre 4 y 6 copias de su genoma; la caña de azúcar puede tener hasta 16. Y aunque el ADN de la mayoría de las plantas cultivadas modernas simplemente se ha multiplicado en miles de años de selección, hay maneras de acelerar el proceso. Todas las variedades de marihuana que se han caracterizado hasta ahora sólo tienen dos copias del genoma (diploidia). Todas, excepto un puñado de variedades que crecen en Canopy Growth Corporation, en Smiths Falls.

En esta empresa, Shelley Hepworth, especialista en genética molecular de plantas en la Universidad Carleton, en Ottawa, y su antigua estudiante utilizaron un herbicida perturbador del ciclo celular para disparar el doble del número de cromosomas en cinco variedades de cannabis. « A primera vista, dice Shelley Hepworth, las plantas son mucho más grandes ». Sin embargo, los científicos todavía tienen que terminar sus análisis para determinar si las líneas de cannabis "tetraploides" tienen niveles más altos de THC, CBD y otros cannabinoides.

Una técnica de selección más moderna - que data de los años 80 - se conoce como selección con marcadores. Se trata de encontrar firmas genéticas asociadas a un carácter deseable -un alto contenido de aceite esencial, por ejemplo, o una floración en cualquier condición de iluminación. Los científicos pueden entonces usar análisis de ADN para detectar rápidamente las plantas jóvenes que deberían tener propiedades óptimas en lugar de esperar meses para que las plantas lleguen a su madurez.

Sin embargo, sólo hay un pequeño número de marcadores de marijuana, en gran parte porque no se han investigado mucho. Uno de ellos fue descrito por George Weiblen, un fitobiólogo de la Universidad de Minnesota en San Pablo, y uno de los pocos académicos de Estados Unidos que tiene un permiso federal para cultivar cannabis - sólo 50 plantas a la vez. Tardó 12 años en determinar la estructura hereditaria de los genes que afectan al contenido de la sustancia activa y determinar un marcador genético relacionado con la relación THC/CDB. « Es mucho más que el tiempo que tomó Gregor Mendel para elaborar las leyes de la herencia a partir de sus guisantes » , lamenta George Weiblen. « Nuestro proyecto es un ejemplo de lo absurdo que es el funcionamiento de la investigación sobre el cannabis en los Estados Unidos.»

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