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Hongos comestibles, patógenos, estrellas de televisión y algo más
Cuando pensamos en hongos lo primero que se nos viene a la mente son las setas, esas estructuras en forma de sombrero de muchos colores que se ven en las primeras escenas de Alicia en el País de las Maravillas y en otras películas infantiles. En el mundo real, las setas de los hongos más conocidas son las de especies comestibles, por ejemplo, los champiñones que son las setas del hongo Agaricus bisporus. También podemos relacionar a los hongos con múltiples enfermedades, como el pie de atleta, la tiña, la caspa, la neumonía, la candidiasis, el hongo negro, entre otras.
Recientemente, en una historia de ficción de la televisión, saltó a la fama Cordyceps unilateralis, un hongo parásito que infecta a insectos, alterando su comportamiento, lo que ha llevado a llamar a estos insectos: «zombis». En la historia de ficción, estos hongos infectan a los humanos convirtiéndolos en zombis, algo que en la realidad no ocurre. Sin embargo, los hongos no son solo comida o enfermedades, son una fuente muy útil de moléculas y compuestos aprovechados por diferentes tipos de industria, en lo que se conoce como aplicaciones biotecnológicas.
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El reino de los hongos, hermano del reino de los animales
Aunque por su aspecto los hongos pueden parecer vegetales, no lo son, de hecho, a nivel molecular y celular están más estrechamente relacionados con los animales que con las plantas. En el árbol de la vida moderno, los hongos son un grupo de organismos pertenecientes al reino Fungi que, junto con el reino de los animales, pertenecen al supergrupo filogenético Opisthokonta. Los hongos se pueden distinguir por la combinación de varias características, por ejemplo, además de ser patógenos de plantas y animales, son organismos cosmopolitas, es decir, son muy exitosos en colonizar cualquier ambiente. Un ejemplo extremo de esta capacidad es el de algunos hongos que viven dentro de las rocas, denominados endolíticos, es el caso de Cryomyces antarticus y Cryomyces minter, dos especies de la Antártida que soportan alta sequía, así como radiación solar y que, asombrosamente, lograron sobrevivir durante un año y medio en el exterior de la Estación Espacial Internacional a donde fueron llevados de manera experimental en 2016.
Algunas especies son unicelulares, un ejemplo son las levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, que se usa en la producción de cerveza, pan y vino. Sin embargo, la mayoría de las especies son pluricelulares, con una estructura filamentosa donde las células se organizan una tras otra formando cilindros microscópicos muy largos y ramificados que se conocen como hifas o micelio, y que crecen de manera polarizada, es decir, por las puntas.
Los hongos son heterótrofos, porque obtienen sus nutrientes absorbiendo sustancias orgánicas a través de su superficie celular. Similar a las plantas, las células de los hongos están rodeadas de una pared que además de contener polisacáridos (polímeros de azúcares) tienen quitina (polímero de un azúcar modificado), un componente que también se encuentra en invertebrados formando los exoesqueletos de los insectos y de animales marinos como los cangrejos, entre otros, pero no se encuentra en las plantas.
Estos organismos pueden ser macromicetos, que se caracterizan por producir las conocidas setas que se pueden ver en el suelo de los bosques o pegados a árboles muertos o vivos, y que en realidad son el cuerpo fructífero donde se encuentran las esporas que son su medio de reproducción y dispersión. Pero los hongos que producen setas son realmente microscópicos y están debajo de las setas en el suelo y en los árboles. Por otro lado, están los micromicetos, estos no producen setas, pero sí tienen cuerpos fructíferos microscópicos donde se generan las esporas para su reproducción.
Los hongos como estrellas de la industria farmacéutica
El caso más conocido sobre un compuesto obtenido de hongos es el de un antibiótico descubierto por accidente en un cultivo de bacterias contaminadas con el hongo Penicillium notatum, la famosa penicilina, que fue muy útil en el combate de infecciones bacterianas durante la segunda mitad del siglo pasado. En la actualidad, la penicilina se obtiene de este y otros hongos, además, existen muchos otros antibióticos derivados de estos organismos; por ejemplo, las cefalosporinas de Cephalosporium acremonium o la retapamulina usada en ungüentos contra infecciones bacterianas en la piel, obtenido de Clitopilus passeckerianus. Además de antibióticos, los hongos también producen compuestos antifúngicos contra otros hongos como es el caso de la griseofulvina, usada para infecciones provocadas por hongos en la piel y que se obtiene de Penicillium griseofulvum. Un medicamento quizá muy conocido en el tratamiento de los niveles de colesterol y prevención de enfermedades cardiovasculares es la lovastatina, un compuesto producido por Aspergillus terreus. Volviendo a Cordyceps unilateralis, el hongo de los insectos zombis pertenece a un grupo de aproximadamente 750 especies que producen una gran variedad de compuestos que muestran propiedades antioxidantes, antitumorales, antiinflamatorias, antialergénicas, antidiabéticas, analgésicas, antibacterianas y antifungales, entre otras.
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Hongos en la agricultura
Muchos hongos pueden ser usados en el control de patógenos y plagas en cultivos, por ejemplo, hongos endófitos como las especies de Ampelomyces, que son parásitas de hongos patógenos llamados «mohos polvosos» («Powdery mildews» en inglés). Por otro lado, los hongos patógenos de insectos pueden funcionar como controladores de plagas, tal es el caso de los hongos Beauveria bassiana, Lecanicillium muscarium y Metarhizium anisopliae, que han sido comercializadas por su capacidad de atacar a muchos insectos plaga. También se han aprovechado algunos compuestos producidos por los hongos, que se conocen como micotoxinas porque son tóxicos contra hongos y, por lo tanto, son útiles como plaguicidas, tal es el caso de las eniatinas, obtenidas principalmente de hongos del género Fusarium. Además, los hongos asociados a las raíces de las plantas, a los que se denomina micorrizas, juegan un papel muy importante como coadyuvantes en el procesamiento y fijación de nutrientes, por lo que se les ha considerado como biofertilizantes eficientes, comercializando las esporas y el micelio.
Hongos en la industria alimenticia
Algunos hongos forman parte de nuestros platillos, tal es el caso de los champiñones y el huitlacoche o Ustilago maydis que infecta los granos del maíz en México y en otras partes de América, el shiitake (Lentinula edodes) en China, el típico enoki (Flammulina filiformis) en Japón y el porcini (Boletus edulis) en España, por mencionar algunos. Además, hay platillos de hongos que son muy cotizados, llegando a costar miles de pesos, tal es el caso de las trufas blancas (Tuber magnatum) que son difíciles de conseguir. Otros hongos se han utilizado ampliamente para procesar alimentos, por ejemplo, Penicillium roqueforti y el Penicillium camembertiy, que se usan ampliamente para dar un sabor especial a los quesos Camembert y al queso azul, respectivamente. También hongos como Penicillium nalgiovense se usan en Europa para el procesamiento de carne, proporcionando sabor y durabilidad. En esta industria también existe el procesamiento de muchos otros alimentos que usan enzimas principalmente secretadas por hongos. Por ejemplo, para la elaboración de pan, yogurt, en el procesamiento de vinos, cerveza y otros productos como los edulcorantes.
Hongos en la industria cosmética
Los hongos se han aprovechado para elaborar cosméticos tales como, cremas para el cuidado de la piel, antioxidantes para reducir el envejecimiento, revitalizantes, blanqueadores y productos para el cabello. Por ejemplo, el esquizofilano producido comercialmente a partir de Schizophyllum commune, además de usarse en terapias contra el cáncer, se utiliza en la cosmética para disminuir la inflamación, irritación y otros daños debido a los rayos UV y a la exposición al ambiente tóxico para la piel. Algunos hongos pueden usarse potencialmente en la biotransformación para producir ácido láctico, el cual es utilizado en preparaciones dermatológicas para hidratar y suavizar la piel seca y descamada.
Hongos como fuente de enzimas
Los hongos que se alimentan de las plantas vivas o muertas son excelentes degradadores de la pared celular de las plantas y para ello secretan una gran cantidad de enzimas activas sobre los carbohidratos complejos (polímeros de azúcares), componentes de la pared celular vegetal. Estas enzimas han cobrado una enorme importancia por su potencial de aplicación biotecnológica en muchos procesos industriales. Actualmente se utilizan enzimas principalmente provenientes de hongos, cuya aplicación en diferentes tejidos vegetales ayudan a obtener una gran variedad de productos de interés, en forma amigable con el ambiente.
Los hongos ofrecen ventajas por su facilidad de cultivo, su capacidad de fermentación, la gran producción de enzimas extracelulares y el bajo costo de producción a nivel industrial. Así, tenemos que se usan celulasas, hemicelulasas y pectinasas en la industria del papel para el biopulpeo de la madera, en el procesamiento de alimentos para la clarificación de jugos y vinos, para elaborar prendas textiles y en la conversión de biomasa vegetal en biocombustibles como el etanol. Los principales hongos usados son especies de Aspergillus, Penicillium, Neurospora y Trichoderma. Otro tipo de enzimas que secretan los hongos son las lacasas y las ligninas peroxidasas que degradan lignina, un componente que proporciona rigidez a las plantas. Estas enzimas se utilizan en la industria farmacéutica, en el biopulpeo de papel, en la producción de biocombustibles y para el pretratamiento de alimento para el ganado, entre otras aplicaciones.
Por lo anterior, el estudio de la biología de los hongos es de gran importancia, ya que, además del conocimiento científico que aporta para la comprensión de su funcionamiento, este conocimiento permite la identificación de procesos y compuestos con potencial para su aplicación biotecnológica en diferentes industrias.
Para Saber Más:
Hyde K. D., Xu J., Rapior S., Jeewon R., Lumyong S., Niego A. G. T… Stadler M. (2019). El asombroso potencial de los hongos: 50 formas en que podemos explotar los hongos industrialmente. Diversidad Fúngica, 97(1), 1-136. https://link.springer.com/article/10.1007/s00284-021-02533-6
Richards T. A., Leonard G. y Wideman J. G. (2017). ¿Qué define a los hongos del «reino»? Espectro de Microbiología, 5(3), 5-3. https://journals.asm.org/doi/10.1128/microbiolspec.funk-0044-2017
Irene Morelos-Martínez. Estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, Opción Biotecnología Molecular, Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, FMVZ, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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María Guadalupe Zavala-Páramo. Profesora Investigadora adscrita al Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, FMVZ, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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