Cómo producir serotonina a partir de una cepa de levadura del vino

La serotonina y sus precursores, como el triptófano o el hidroxitriptófano, se han estado produciendo a través de un proceso de síntesis química y de la extracción de las semillas de la planta africana Griffonia simplicifolia. Son métodos que requieren disolventes tóxicos y materiales con un coste elevado, que suelen ser requerir procesos largos, poco sostenibles, con diferentes resultados en función de la estación del año y con tasas bajas de recuperación.

El Grupo de Biología de Sistemas en Levaduras de Interés Biotecnológico del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha conseguido desarrollar un nuevo método para producir serotonina que supera todas esas limitaciones y que ya han patentado. La tecnología se basa en la modificación genética de una cepa de levadura vínica y resulta mucho más eficiente y sostenible.

En concreto, emplean la levadura Saccharomyces cerevisiae, utilizada ya en diferentes procesos fermentativos como el vino, la cerveza y el pan. El equipo de José Manuel Guillamón, investigador principal del trabajo, ya había estudiado antes las posibilidades de esta levadura como fuente alternativa y sostenible para producir hidroxitirosol, un polifenol presente de forma natural en el aceite de oliva.

“A partir de aquí nos pusimos a investigar si podíamos utilizar este microorganismo como cepa superproductora de otros compuestos, como la serotonina o la melatonina”, ha explicado el investigador principal.

La investigación, señalan desde el Grupo, “representa un valioso marco molecular con especial interés en la síntesis de numerosas moléculas de gran valor en diferentes sectores”, como la melatonina, con un papel clave en la regulación del ciclo del sueño, o algunos compuestos químicos de interés por sus propiedades antivirales (eudistominas), o sedantes, antitumorales y antimicrobianos (beta-carbolinas).

“Estamos trabajando para mejorar la viabilidad desde el punto de vista económico e industrial. Este proceso es más sostenible, pero estamos avanzando para que además sea más viable desde el punto de vista económico”, ha anunciado el investigador principal.

Se investiga además la producción biotecnológica de estas moléculas de alto valor añadido a partir de fuentes como la glucosa y el amonio, presentes en muchos subproductos de la industria agroalimentaria, como el mosto de uva concentrado, el bagazo de naranja o diferentes tipos de melazas. El objetivo será crear sinergias de aprovechamiento y revalorización de residuos para reducir el precio del procedimiento.

El grupo de investigación IATA-CSIC ha destacado las distintas aplicaciones que esta nueva tecnología puede tener en distintos sectores. En el alimentario podría utilizarse como un aditivo para reforzar algunos alimentos que ya tienen esta molécula en su composición. O en alimentación animal, donde ya se ha comprobado sus efectos positivos en la reducción del estrés y en el aumento del bienestar.

También señalan aplicaciones en los sectores farmacéutico, nutracéutico o en el sector cosmético, debido al carácter antioxidante y fotoprotector que confiere la estructura química de la molécula.

La serotonina, también conocida como la hormona de la felicidad por su asociación con el bienestar, es un neurotransmisor esencial para el correcto funcionamiento del sistema nervioso, el sistema inmunitario y el eje intestino-microbiota-cerebro.

Desde el Grupo IATA-CSIC explican que en los humanos “la serotonina se sintetiza mayoritariamente en el tracto gastrointestinal, en parte como consecuencia del metabolismo de la microbiota intestinal, y, de manera minoritaria, en el cerebro. Está ampliamente demostrado el papel de este neurotransmisor en la regulación de los estados de ánimo, la conducta social, alimentaria o sexual, así como en el sueño, la atención o la ansiedad. Además, su estructura química la convierte en un potente antioxidante”.