Recuperación de un colorante prehispánico

La grana cochinilla (o grana) es el insecto que produce el ácido carmínico, colorante de rojo intenso que durante la época colonial fue el producto que ocupó el tercer en importancia económica para la Nueva España, solo después del oro o la plata, aunque en la actualidad en México se produce y se usa mayormente de forma artesanal.

Fidel de la Cruz Hernández Hernández, investigador del Departamento de Infectómica y Patogénesis Molecular del Cinvestav, analiza el ciclo de vida del insecto con el propósito de determinar la función biológica del ácido carmínico que produce.

“Nos preguntamos cuál es la función biológica del ácido carmínico en el insecto y analizando la forma de defenderse (el sistema inmune) de los artrópodos a las condiciones del ambiente, estudiamos una reacción química llamada melanización”, explicó Hernández Hernandez.

En esta reacción, los patógenos que atacan al insecto son rodeados por un pigmento negro (melanina), para encapsularlo y matarlo; y en la mayoría de ellos la melanización inicia con un derivado de un aminoácido, pero en el caso único de la cochinilla, su reacción de melanización inicia con un precursor diferente: el ácido carmínico.

Cuando en la cochinilla la melanización es disparada por condiciones del medio ambiente incluyendo la presencia de agentes patógenos, el color rojo del ácido carmínico cambia y en base a esta reacción los investigadores han desarrollado un producto que tiene la capacidad de reaccionar a la presencia de hongos patógenos en muestras de agua.

Además, el ácido carmínico producido por la grana cochinilla reacciona ante la presencia de metales o pH, entre otras cosas, y eso en la práctica amplía los usos potenciales del carmín para compuestos químicos o agentes patógenos contaminantes en diversas muestras líquidas.

Otra parte de la investigación busca rescatar al ácido carmínico como colorante natural y convertirlo en una alternativa frente al uso de los colorantes químicos sintéticos como las anilinas, que con las pruebas de Ames, realizadas en las décadas de los sesenta y setenta del siglo pasado, se probó que son potencialmente cancerígenos.

“Los colorantes rojos y amarillos sintéticos (que entre los siglos XIX y principios del XX casi acaban con el mercado de la cochinilla) son potencialmente cancerígenos, por ello la utilidad de regresar al uso del ácido carmínico, colorante natural producido por la grana cochinilla”, señaló Fidel de la Cruz.

Uno de los grandes problemas para el cultivo de la grana cochinilla es que en el campo existen otras especies de cochinilla, consideradas plaga que son capaces de destruir los cultivos de nopal y tuna con graves consecuencias para los agricultores.

Aunado a lo anterior, en un mismo espacio se pueden mezclar cochinilla fina (grana) con especies de menor calidad consideradas plaga que pueden destruir los plantíos de nopal en cuestión de días y dada la confusión que aún existe para la identificación de las especies de cochinillas, se dan malos entendidos entre los que cultivadores de nopal y los que producen cochinilla. Por estas razones la taxonomía de las especies de cochinilla es otra área de investigación aun abierta en la biología de estos insectos.

La grana cochinilla se puede producir en penca sembrada o colgada, esta última es posible gracias a que el insecto (fino) no destruye la planta, entonces se puede cultivar en invernaderos donde las pencas literalmente se cuelgan para la siembra y en esas condiciones tienen mayor protección frente al medio ambiente, aunque hormigas y otros enemigos naturales si las pueden atacar.

Al momento, en el laboratorio de De la Cruz Hernandez se estudia cómo ocurre el desarrollo embrionario de la cochinilla, porque el ácido carmínico lo producen las hembras grávidas y se asocia con la producción de los huevos y las ninfas de la siguiente generación, pero no es claro que tipos celulares son los productores y si la mayor producción ocurre en las hembras o en los embriones en gestación, los resultados obtenidos ayudarán a mejorar la sobrevivencia y la producción del insecto.

A futuro la investigación seguirá la ruta de la síntesis de las células que producen el ácido carmínico porque, además, el insecto interactúa con microorganismos simbiontes que se piensa participan en la producción del colorante, por esto es necesario analizar todas las biomoléculas, el DNA, RNA y las proteínas, para buscar las enzimas que producen el colorante y como organizan sus funciones para la síntesis del colorante.

“Ahora sabemos que en la grana el ácido carmínico es un componente muy importante de su sistema inmune, con la función de eliminar patógenos. Este insecto a lo largo de la historia se ha provechado como colorante natural en muchos procesos, y ahora lo empleamos como indicador de contaminantes ambientales y hay antecedentes de que puede tener aplicaciones medicina. Por estas razones es importante aplicar los conocimientos y métodos de frontera para el estudio de este insecto, siempre ligado a la historia y bienestar de México”, sostuvo Fidel de la Cruz Hernández Hernández.