Las levaduras son microorganismos con los que comúnmente estamos en contacto, encontrándolas en plantas, animales e insectos, sin embargo, no es del conocimiento de la mayoría, que estos microorganismos también se encuentran en superficies como las cáscaras de frutas y nuestra propia piel.
Las levaduras impactan diferentes sectores comerciales que incluyen alimentos, bebidas, farmacéuticos y enzimas industriales. En general, las levaduras tienen efectos benéficos en la vida humana. A pesar de esto, nuestro conocimiento de las levaduras parece estar limitado a identificarlas como una clase de hongo, utilizado en la producción de vino, cerveza y pan, por lo que es evidente, que siendo uno de los microorganismos de mayor importancia industrial, modelo de estudio para enfermedades como Alzheimer, Parkinson y cáncer, y con el que estamos en constante contacto, es necesario que conozcamos más información de este microorganismo.
Las levaduras, efectivamente, son hongos unicelulares, con tamaños de 3 a 40 micrómetros, por lo que no es posible verlas a simple vista, solamente en conjunto formando agregados. Su tiempo de reproducción varía entre especies y es de 2 a 3 horas en las condiciones de crecimiento más favorables. Se conocen alrededor de 500 especies de levaduras y fueron identificadas por primera ocasión por su capacidad de fermentación por Louis Pasteur en 1857. El término levadura proviene del latín “levare”, que significa levantar, ya que produce dióxido de carbono que causa la expansión de las proteínas del gluten en la harina y hace que se expanda la masa.
La especie más conocida y utilizada es Saccharomyces cerevisiae, su nombre significa levadura comedora de azúcar, entre otros significados similares. De acuerdo a diferentes autores, S. cerevisiae fue seleccionada como modelo de estudio de laboratorio desde 1930, debido a que conserva procesos esenciales que son llevados a cabo por las células en humanos, por lo que las observaciones de los efectos causados por enfermedades como Alzheimer, se pueden extrapolar a humanos.
Como la mayoría conocemos, S. cerevisiae también se emplea en la fermentación del pan, cerveza, vino y producción de alcohol. Esta levadura es la más resistente a etanol, resistiendo hasta 14% de etanol en su medio. Con esta característica no es de sorprender que sea la levadura más utilizada en la producción de vinos. Se han aislado cepas de levaduras no-Saccharomyces como Candida y Kluyveromyces con capacidades de resistencia a etanol similares a S. cerevisiae.
Las cepas no-Saccharomyces tienen la capacidad de producir y secretar enzimas como esterasas, glucosidasas y proteasas, que interactúan con compuestos de las fermentaciones para producir aromas característicos que varían para cada vino. Dentro de las levaduras clasificadas como no-Saccharomyces, K. marxianus se ha considerado prometedora para la producción de proteínas eucariotas con fines terapéuticos.
Las levaduras presentan ventajas en la producción de proteínas debido a su rápido crecimiento y modificaciones postransduccionales. La producción de proteínas con fines terapéuticos en levaduras, ha sido estudiada desde 1980, con la producción de proinsulina, sin embargo, actualmente es un área con reciente auge, debido al incremento en la demanda de las proteínas terapéuticas. Otras de las proteínas producidas mediante levaduras son la insulina y el factor de crecimiento epidérmico.
Además de la producción de proteínas, las levaduras en su estructura celular presentan una alta concentración de aminoácidos, péptidos, carbohidratos y sales, que pueden ser extraídos mediante la disolución en agua, previa digestión por enzimas. A esta disolución se le conoce como extracto de levaduras, estos extractos presentan propiedades antioxidantes y son utilizados como saborizantes en sopas, salsas, preparaciones de carnes, condimentos y como suplementos alimenticios en la comida de algunos animales como aves y cerdos.
Con el objetivo de conferir a las levaduras, nuevas o deseadas propiedades para diferentes aplicaciones, es que las levaduras son de los principales microorganismos más modificados mediante ingeniería genética, aunque la mayoría de estas investigaciones, hasta el momento, son mantenidas como tales, ya que estas levaduras aún no están autorizadas para ser utilizadas en la producción de productos para consumo humano, por asociaciones como GRAS (Generally Recognized as Safe) y QPS (Qualified Presumption of Safety) en los Estados Unidos y en la Unión Europea, respectivamente.
Para la obtención de levaduras con mejores y nuevas propiedades, el aislamiento de levaduras de ecosistemas con condiciones ambientales extremas, son una alternativa, ya que se ha observado que existe una relación en las características metabólicas de las levaduras, con respecto a la historia evolutiva de sus sustratos, por lo que el aislamiento y caracterización de nuevas cepas de levaduras de estas zonas, es prometedor tanto para centros de investigación como para industrias.
Como observamos, la mayoría de las aplicaciones de las levaduras presentan un potencial benéfico, aunque si alguna vez escuchó que tuviera cuidado con las levaduras, es verdad, ya que existen levaduras como Candida glabrata, la cual comúnmente se encuentra como comensal en las mucosas de individuos sanos, pero puede invadir tejidos más profundos y causar enfermedades cuando el sistema inmunológico del hospedero se encuentra atenuado.
Ahora que conocemos un poco más acerca de las levaduras, es que podemos darnos cuenta de la transcendencia de estos microorganismos en nuestro entorno, así como su función en la investigación científica y tecnológica para la producción y mejoramiento de productos tan cotidianos como el vino, cerveza y pan, o tan complejos como proteínas terapéuticas e indeseables como enfermedades.
Para Saber Más:
Biodiversity and Ecophysiology of Yeasts. Series: The Yeast Handbook. Rosa, Carlos Augusto; Peter, Gabor (Eds.) 2006
Porro, D., Sauer, M., Branduardi, P., Mattanovich, D. 2005. Recombinant protein production in yeasts. Molecular Biotechnology. 31(3):245–260
Eric A. Johnson. 2013. Biotechnology of non-Saccharomyces yeasts—the ascomycetes. Appl Microbiol Biotechnol. 97:503–517
M. en C. Jorge Arturo Mejía Barajas. Estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, Laboratorio de Bioquímica, Instituto de Investigaciones Químico-Biológicas. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Dr. Alfredo Saavedra Molina. Profesor Investigador. Laboratorio de Bioquímica, Instituto de Investigaciones Químico-Biológicas. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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