Bioprospección de metabolitos

Bioprospección en la era de la Biología computacional

En el siglo XX, la industria cosmética creció de manera rápida, tras remplazar el uso de ingredientes naturales por ingredientes químicos. Esto generó preocupaciones en los usuarios por usar productos que podrían afectar la salud y el ambiente [1]. Particularmente, el impacto tóxico ocasionado en humanos y en los ecosistemas por el uso de compuestos derivados del petróleo, ha sido fuente de controversia e intervención constante en el desarrollo de productos cosméticos [2], [3]. Debido a que los consumidores son cada vez más exigentes sobre los cuidados y los tratamientos que diariamente le dan a sus cuerpos, actualmente la tendencia de la industria cosmética está enfocada a generar cosméticos derivados de productos naturales, que disminuyan los riesgos tóxicos generalmente asociados a ingredientes químicos [1].

El uso de compuestos naturales en la industria cosmética pretende cubrir necesidades del mercado en cuanto a pureza, concentración de los compuestos activos, estabilidad de la actividad biológica, y requerimientos de los usuarios. Es por ello que el mercado de cosméticos de origen natural refleja un incremento de aproximadamente 8.5 billones de euros a nivel mundial (organicmonitor.com, 2007). Por lo tanto, explorar de manera más amplia las fuentes naturales de antioxidantes, pigmentos, biocidas, aceites, ceras, surfactantes, agentes exfoliantes, jugos, polisacáridos, etc., permitirá que las empresas del sector cosmético puedan desarrollar y ofrecer productos diferenciadores en el mercado [1], [4].

La bioprospección permite la exploración y búsqueda de materias primas de origen biológico, que constituyen una alternativa interesante para cubrir las necesidades de la industria y el mercado cosmético [5], [6], [7]. La identificación de nuevas materias primas disminuirá la dependencia que tiene Colombia de importar insumos para la producción de cosméticos, al tiempo que fomentará el uso sostenible de los recursos vegetales. Adicionalmente, la bioprospección permite innovar en el desarrollo de productos con valor agregado e incursionar en nuevos mercados.

Hasta el momento, las exploraciones y búsqueda de plantas con propiedades naturales se han realizado de forma experimental, requiriendo largos períodos de trabajo en campo y en laboratorio (in vitro)[8]. Sin embargo, actualmente el fácil acceso a las tecnologías de secuenciación y el desarrollo de herramientas bioinformáticas han contribuido a la generación de información (genómica y metabólica) de forma rápida y masiva [9] facilitando los análisis in silico. Los análisis in silico de plantas de uso tradicional son una opción eficiente para contribuir a la identificación de funciones biológicas, de procesos celulares y metabólicos para su uso en la industria cosmética, reduciendo tiempo y recursos [10], [11].

En el Centro de Bioinformática y Biología Computacional de Colombia, BIOS, estamos desarrollando el proyecto ¨Bioprospección de metabolitos para la industria cosmética en la era de la biología computacional¨, que busca explorar el potencial de plantas de uso tradicional, utilizando, además de las metodologías tradicionales (in vitro), análisis bioinformáticos (in silico) para identificar de forma precisa la producción biológica de metabolitos de interés para la industria cosmética. Desde esta perspectiva y teniendo en cuenta que la innovación es el mecanismo para encontrar soluciones nuevas a problemas viejos, hacemos uso del conocimiento científico para resolver problemáticas y reconocer el poder del saber tradicional y cultural con el fin de encontrar soluciones colectivas que conduzcan a mejorar la competitividad del país y mejorar la calidad de vida de los habitantes. En BIOS contribuimos al fortalecimiento de la investigación en el conocimiento de la biodiversidad colombiana, el desarrollo tecnológico y la innovación en el departamento de Caldas, enmarcándolo en el plan de desarrollo departamental 2016-2019 que tiene como uno de sus objetivos desarrollar las capacidades productivas y comerciales en los sectores farmacéutico, cosmético y biotecnológico en el país.

Referencias

[1] V. Dimitrova, M. Kaneva, and T. Gallucci, “Customer knowledge management in the natural cosmetics industry.,” Ind. Manag. Data Syst., vol. 109, no. 9, pp. 1155–1165, 2009.

[2] A. M. Api, “Toxicological profile of diethyl phthalate: A vehicle for fragrance and cosmetic ingredients,” Food Chem. Toxicol., vol. 39, no. 2, pp. 97–108, 2001.

[3] R. Kroes, A. G. Renwick, V. Feron, C. L. Galli, M. Gibney, H. Greim, R. H. Guy, J. C. Lhuguenot, and J. J. M. van de Sandt, “Application of the threshold of toxicological concern (TTC) to the safety evaluation of cosmetic ingredients,” Food Chem. Toxicol., vol. 45, no. 12, pp. 2533–2562, 2007.

[4] M. Carballa, F. Omil, and J. M. Lema, “Removal of cosmetic ingredients and pharmaceuticals in sewage primary treatment,” Water Res., vol. 39, no. 19, pp. 4790–4796, 2005.

[5] N. Mateo, W. Nader, and G. Tamayo, “Bioprospecting,” in Encyclopedia of Biodiversity, no. 1, A. Press, Ed. 2001, pp. 471–488.

[6] L. M. Melgarejo, J. Sánchez, A. Chaparro, F. Newmark, M. Santos, C. Burbano, and C. Reyes, Aproximación al estado actual de la bioprospección en Colombia. Universidad Nacional de Colombia, Invemar., 2002.

[7] J. M. Feinsilver, “Prospección de la biodiversidad: potencialidades para los países en desarrollo,” CEPAL, vol. 60, pp. 111–128, 1996.

[8] N. Castree, “Biprospecting: from theory to practice and back again,” Trans. Inst. Br. Geogr., vol. 28, no. 1, pp. 35–55, 2003.

[9] J. S. Reis-Filho, “Next-generation sequencing,” Breast Cancer Res., vol. 11, no. S3, p. S12, 2009.

[10] M. Goodfellow and H.-P. Fiedler, “A guide to successful bioprospecting: informed by actinobacterial systematics,” Antonie Van Leeuwenhoek, vol. 98, no. 2, pp. 119–142, 2010.

[11] P. Rocha, “Propuesta para el Fortalecimiento de la Capacidad Nacional de Bioprospección con el uso de Herramientas Biotecnológicas, en áreas de interés para el desarrollo de Productos con Impacto Comercial. Departamento Nacional de Planeación -2009,” 2009.