La investigación de los grupos PLANTMED y FI-TRACE de la Universidad de las Islas Baleares evalúa la respuesta de la planta a concentraciones elevadas de CO2 y el efecto que la fertilización carbónica puede tener sobre la producción de cannabinoides de alta calidad
Un proyecto de la Universidad de las Islas Baleares investiga la mejora de los cultivos de cannabis mediante la concentración elevada de CO2 con el objetivo de producir cannabinoides de alta calidad con fines medicinales. El proyecto se realiza en el marco de un acuerdo de colaboración con la empresa Bio Island XXI, SL, y es el primero autorizado por la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) para cultivar cannabis con fines de investigación científica en las Islas Baleares.
El estudio lo lidera el doctor Jeroni Galmés, catedrático del Departamento de Biología y miembro del grupo de investigación en Biología de las Plantas en Condiciones Mediterráneas (PLANTMED). También participa el grupo de investigación en Análisis por Inyección en Flujo y Análisis de Trazas (FI-TRACE), que lidera el doctor Manuel Miró.
Cultivo con concentración elevada de CO2
El proyecto evalúa el potencial productivo de dos variedades mejoradas genéticamente de Cannabis sativa para la producción de cannabidiol (CBD) con fines medicinales, y consta de dos fases. Una primera fase, ya finalizada, de cultivo, durante la cual los investigadores del grupo PLANTMED hicieron crecer plantas de los dos genotipos dentro del nuevo invernadero de bioseguridad del campus de la UIB. El cultivo se hizo optimizando las condiciones térmicas, lumínicas y de fertilización mineral a las necesidades específicas de estas variedades.
Aparte de los genotipos estudiados, un componente innovador del estudio fue la aplicación de dos tratamientos de fertilización carbónica, uno a 450 ppm de CO2 (correspondiente a la concentración actual de CO2 atmosférico) y el otro a 900 ppm. Las plantas capturan el CO2 de la atmósfera a través de unos orificios situados en las hojas llamadas estomas. Una vez dentro del tejido foliar, el CO2 se emplea durante el proceso fotosintético para la producción de carbohidratos, que constituyen la base del crecimiento y de la producción vegetal.
Los resultados preliminares indican que las plantas de cannabis presentan una alta capacidad de aclimatación fotosintética al elevado CO2, dado que activan una serie de procesos fisiológicos y metabólicos que conducen a eficiencia más elevada en el uso del agua y de los nutrientes.
Específicamente, los análisis bioquímicos y de intercambio de gases indican que, cuando las plantas de cannabis se cultivan con un CO2 elevado, reducen la apertura de los estomas e invierten menos nitrógeno para la síntesis de proteínas fotosintéticas. Esto repercute en un ahorro de agua y de nutrientes por unidad de biomasa producida.
Se trata de información valiosa para la optimización productiva de variedades de alto CBD y también con vistas a comprender cómo las plantas responderán a las elevadas concentraciones de CO2 atmosférico en un futuro próximo. De esta primera fase queda pendiente el análisis del transcriptoma, que aportará información sobre qué genes son los responsables de la aclimatación a un CO2 elevado.
Efectos del CO2 sobre la producción de compuestos con potencial medicinal
La segunda fase se llevará a cabo próximamente en el laboratorio FI-TRACE, liderado por el doctor Manel Miró, catedrático del departamento de Química, y constará en la cuantificación del perfil de cannabinoides de las flores muestreadas en la primera fase del proyecto. Esta cuantificación se llevará a cabo mediante tecnología HPLC y permitirá conocer qué compuestos con potencial medicinal han producido las plantas de cannabis, y si el tratamiento de fertilización carbónica ha supuesto un cambio en la producción de estos componentes.
Los cannabinoides son unos compuestos del metabolismo secundario que requieren mucho nitrógeno para la formación dentro de la planta, por lo que se espera que la reducción en el uso de nitrógeno para la fabricación de proteínas fotosintéticas conduzca a una mejora en la producción de cannabinoides de alta calidad bajo crecimiento en CO2 elevado.
La Universitat de les Illes Balears mantiene un acuerdo de colaboración con Bio Island XXI, SL, una empresa que forma parte de un holding internacional donde participa en diferentes proyectos centrados la producción de materias primas para la industria farmacéutica y ensayos clínicos de nuevos productos que se prevé que se podrán suministrar en breve. La autorización de la AEMPS sitúa a Bio Island XXI, SL, a la vanguardia del sector en el ámbito autonómico.
