Blakeslea trispora

Identidad y clasificación

Taxonomía y nomenclatura

Blakeslea trispora Thaxter (1914) es un moho filamentoso, aerobio y no fotosintético. Es un hongo zigomiceto clasificado en la familia Choanephoraceae, orden Mucorales. Su ubicación taxonómica completa es: Reino Fungi; Filo Zygomycota; Clase Zygomycetes; Orden Mucorales; Familia Choanephoraceae; Género Blakeslea; Especie trispora. El género Blakeslea fue nombrado en honor al botánico estadounidense Albert Francis Blakeslee, tomando a B. trispora como especie tipo.

Un moho bisexual de la familia Zygomycetes, Blakeslea trispora destaca como un importante productor microbiano de β-caroteno natural, un compuesto valioso con importantes aplicaciones nutricionales e industriales. Es el único hongo mucoral de este grupo utilizado comercialmente para producir β-caroteno y licopeno.

Hábitat natural y crecimiento

Se aísla de suelos en regiones subtropicales y tropicales del mundo (por ejemplo, el sudeste de Estados Unidos, el sudeste asiático) y se ha descrito como patógeno de múltiples especies de plantas. Las pruebas de patogenicidad in vivo con modelos animales sugieren que este hongo no es causa de enfermedad animal ni humana.

Produce dos tipos de esporangios —una forma importante de reproducción asexual entre los zigomicetos— incluyendo esporangios grandes con muchas esporangiosporas y esporangiolas con solo unas pocas o una sola esporangiospora. Las esporangiosporas son pigmentadas, estriadas y fusiformes, típicamente con apéndices polares.

Formas y preparaciones comunes

El β-caroteno se obtiene a partir de B. trispora mediante cofermentación de los dos tipos sexuales del hongo en proporciones específicas. Ambos tipos son estables en cultivos mantenidos en condiciones conformes con las buenas prácticas de manufactura. Estos organismos fuente no son patógenos ni toxinogénicos. El compuesto se aísla de la biomasa fúngica mediante extracción con disolventes y se cristaliza. Los principales artículos comerciales son suspensiones en aceite vegetal o de origen vegetal de grado alimentario y agua, y polvos dispersables en agua. Estas formulaciones se elaboran para facilitar el uso y mejorar la estabilidad, ya que los carotenos se oxidan fácilmente.

El principio colorante consiste predominantemente en β-caroteno trans junto con cantidades variables de isómeros cis del β-caroteno. También pueden estar presentes cantidades menores de otros carotenoides, de los cuales el γ-caroteno representa la mayor parte. Los únicos disolventes orgánicos utilizados en la extracción y purificación son etanol, isopropanol, acetato de etilo y acetato de isobutilo.

El producto final de β-caroteno se presenta como cristales de color rojo a rojo pardusco o como un polvo cristalino. En el caso del licopeno, el producto se formula como una suspensión al 20 % o al 5 % en aceite de girasol.

Uso histórico y tradicional

Blakeslea trispora no cuenta con antecedentes documentados de uso tradicional en alimentación o medicina por parte de ninguna cultura, a diferencia de muchos suplementos dietéticos de origen botánico. Este organismo es un patógeno vegetal que habita en el suelo, no un alimento tradicionalmente consumido por poblaciones humanas. Su importancia como ingrediente fuente surgió por completo de la investigación en microbiología industrial del siglo XX.

Tradicionalmente, los carotenoides se producen mediante extracción a partir de fuentes vegetales naturales y por síntesis química, para su uso como colorantes alimentarios, suplementos para alimentación animal y nutracéuticos con fines cosméticos y farmacéuticos. La síntesis química del β-caroteno se conoce desde 1956. La identificación de B. trispora como plataforma microbiana de producción de β-caroteno se desarrolló en las décadas siguientes; debido a la creciente importancia del β-caroteno, se han buscado métodos biotecnológicos de producción, y el alga verde Dunaliella salina y el hongo Blakeslea trispora han emergido como los microorganismos de elección para la producción industrial.

Varios hongos del orden Mucorales sintetizan β-caroteno, entre ellos Phycomyces blakesleeanus, Choanephora cucurbitarum y Blakeslea trispora. La producción industrial de β-caroteno a partir de hongos se ha centrado en B. trispora debido a su contenido de β-caroteno inherentemente más alto y a su capacidad de crecer bien en fermentaciones estándar de medios líquidos. Comercialmente, Vitan Ltd. (Ucrania) y Vitatene (España) utilizan el zigomiceto heterotálico Blakeslea trispora, produciendo, tras una intensiva mejora clásica de cepas mediante mutagénesis aleatoria y selección, hasta 7 g/L de β-caroteno en fermentaciones a gran escala, según la bibliografía de patentes.

Componentes clave y compuestos activos

β-Caroteno

El β-caroteno tiene un peso molecular de 536,9 y la fórmula molecular C₄₀H₅₆, con once dobles enlaces conjugados. El β-caroteno es una molécula que presenta un pigmento rojo-naranja. El β-caroteno sintético tiene la configuración isomérica todo-trans, mientras que el β-caroteno de diversas fuentes naturales presenta una variedad de formas: todo-trans, mono-cis, di-cis y poli-cis. El β-caroteno es el carotenoide más activo, conocido por su capacidad de convertirse en vitamina A.

Licopeno

El licopeno es un intermediario en la biosíntesis de todos los carotenoides dicíclicos, incluido el β-caroteno. El isómero de licopeno predominante producido en el material derivado de B. trispora es el licopeno todo-trans. El licopeno es una de las moléculas de caroteno más importantes porque es capaz de dar lugar tanto al β-caroteno como a otros carotenoides, reconocidos por su potente actividad antioxidante.

Fitoeno y otros carotenoides menores

En cultivos no apareados de B. trispora, el caroteno mayoritario es el fitoeno (7,8,11,12,7′,8′,11′,12′-octahidro-ψ,ψ-caroteno). Además, están presentes β-caroteno y trazas de licopeno (ψ,ψ-caroteno) y γ-caroteno (β,ψ-caroteno). El hongo carotenogénico no fotosintético Blakeslea trispora es importante para la producción de β-caroteno y licopeno debido a su estatus legal y a su capacidad de sintetizar niveles elevados de ciertos compuestos que favorecen una mayor producción de carotenoides.

Ácido trispórico (trisporoides)

El ácido trispórico (TA) es secretado por el micelio de B. trispora durante el apareamiento entre cepas heterotálicas y se considera un mediador de la regulación de los procesos de apareamiento y un potenciador de la biosíntesis de carotenos. Los carotenoides son precursores de muchos apocarotenoides que contienen precursores específicos de sexo muy importantes, el ácido trispórico (TSA), para la reproducción sexual de Blakeslea trispora. Los carotenos producidos a partir de carotenoides son procesados posteriormente por la caroteno oxigenasa para sintetizar ácido trispórico. El TSA producido a partir del caroteno estimula que ambas células sexualmente complementarias entren en contacto entre sí, y se considera una molécula señalizadora importante para el inicio y control de la reproducción sexual.

Mecanismos de acción y vía biosintética

Vía biosintética de carotenoides

La biosíntesis de β-caroteno en B. trispora ocurre a través de la vía del mevalonato. La vía biosintética implica enzimas clave como la fitoeno sintasa, la licopeno ciclasa y la fitoeno deshidrogenasa, codificadas por genes como carRA y carB.

La vía contiene tres actividades enzimáticas: (i) la fitoeno sintasa, que une dos moléculas de pirofosfato de geranilgeranilo para formar fitoeno; (ii) la fitoeno deshidrogenasa, que introduce cuatro dobles enlaces en la molécula de fitoeno para producir licopeno; y (iii) la licopeno ciclasa, que convierte secuencialmente los extremos acíclicos ψ del licopeno en anillos β para formar γ-caroteno y β-caroteno.

Más específicamente, la acetil-CoA se condensa primero en 3-hidroxi-3-metilglutaril-coenzima A (HMG-CoA), que luego se convierte en mevalonato (MVA) por acción de la HMG-CoA reductasa (codificada por hmgr), y posteriormente en pirofosfato de isopentenilo (IPP), un precursor de la biosíntesis de isoprenoides. El IPP se convierte en pirofosfato de farnesilo (FPP) y luego en pirofosfato de geranilgeranilo (GGPP). La condensación de dos moléculas de GGPP por la fitoeno sintasa da lugar al fitoeno; el licopeno se produce después mediante la fitoeno deshidrogenasa (CarB). El licopeno también puede ciclarse en γ-caroteno y β-caroteno mediante la licopeno ciclasa.

Base genética de la biosíntesis

Los genes carB y carRA son los genes clave implicados en la biosíntesis de β-caroteno en B. trispora. El gen carB tiene una longitud de 1955 pb, incluyendo dos intrones de 141 y 68 pb, y codifica una proteína de 66,4 kDa con actividad de fitoeno deshidrogenasa. El gen carRA contiene 1894 pb, con un único intrón de 70 pb, y codifica una proteína de 69,6 kDa con dominios separados para la licopeno ciclasa y la fitoeno sintasa.

Los genes carRA tienen dos dominios: (i) el dominio R, ubicado cerca del extremo 5′, que codifica la actividad de licopeno ciclasa, y (ii) el dominio A (o P), situado en dirección 3′ respecto al dominio R, que codifica la fitoeno sintasa.

Papel del apareamiento y del ácido trispórico en la carotenogénesis

La acumulación de β-caroteno en B. trispora está asociada con la interacción sexual. El apareamiento de dos cepas sexualmente compatibles aumenta la acumulación de β-caroteno micelial entre 5 y 15 veces, al igual que la adición de ácidos trispóricos, compuestos con actividad hormonal formados tras el apareamiento.

La estimulación de ambos tipos de apareamiento por el TSA promueve la síntesis de β-caroteno. A medida que se produce β-caroteno, este se convierte en precursor del trisporoide, que actúa como feromona en B. trispora. La producción de β-caroteno promueve un proceso de retroalimentación positiva que estimula aún más la carotenogénesis y la producción de trisporoide, el cual actúa como sustancia que incrementa el β-caroteno.

La producción y acumulación de pigmentos se estimula mediante feromonas específicas de sexo, por ejemplo, los ácidos trispóricos, cuya síntesis comienza tras la inoculación de los fermentadores de producción con ambos tipos de apareamiento de B. trispora. La elevada acumulación de β-caroteno del 4 % o más dentro de la biomasa de B. trispora puede verse favorecida por el alto contenido de triglicéridos de la célula.

Producción industrial de licopeno

Para la producción industrial de licopeno, Blakeslea trispora se cultiva con un inhibidor de la licopeno ciclasa, que puede introducirse en el proceso de fermentación. Esto bloquea la conversión enzimática de licopeno a β-caroteno, permitiendo que el licopeno se acumule. El zigomiceto Blakeslea trispora se utiliza a escala industrial para producir β-caroteno, y también se ha desarrollado un proceso semiindustrial para la producción de licopeno.

Mecanismos antioxidantes de los productos carotenoides

Los carotenoides poseen actividades depuradoras antioxidantes muy eficaces frente a especies reactivas del oxígeno (ROS), como el oxígeno singlete y los radicales libres. Por lo tanto, tienen la capacidad de prevenir enfermedades crónicas como el cáncer, las enfermedades cerebrovasculares y cardiovasculares, y el infarto de miocardio.

La importancia industrial del β-caroteno se debe a su actividad como provitamina A, antioxidante e inmunomoduladora, así como a su efecto protector frente al cáncer y las enfermedades cardiovasculares.

Situación regulatoria y de seguridad

Este microorganismo está reconocido como seguro para el consumo por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de Estados Unidos, y es conocido por su alta producción tanto de betacaroteno como de licopeno.

La Unión Europea ha otorgado múltiples autorizaciones regulatorias para carotenoides derivados de B. trispora. El Comité Científico de Alimentación (SCF) de la Comisión Europea consideró que el β-caroteno producido mediante cofermentación de Blakeslea trispora DS 30627 y DS 30628 es equivalente al material sintetizado químicamente utilizado como colorante alimentario, por lo que es aceptable su uso como agente colorante en alimentos.

El SCF concluyó que el β-caroteno de B. trispora, producido mediante una vía biosintética y un proceso similares a los del licopeno de B. trispora, es aceptable para su uso como agente colorante en alimentos. Una posición similar respecto al β-caroteno de B. trispora fue adoptada por el JECFA (Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios), que concluyó que el β-caroteno aislado de diferentes fuentes, incluida B. trispora, es aceptable para su uso como aditivo alimentario.

La Decisión 2009/365/CE autorizó la comercialización del licopeno de Blakeslea trispora como nuevo ingrediente alimentario en la Unión Europea. Esto siguió a una autorización anterior, la Decisión 2006/721/CE, que también autorizaba la comercialización del licopeno de B. trispora como nuevo ingrediente alimentario.

En virtud del Reglamento de Ejecución (UE) 2017/2470 de la Comisión, el licopeno de Blakeslea trispora fue autorizado como alimento nuevo con niveles máximos especificados en distintas categorías de alimentos, incluyendo 2,5 mg/100 g en bebidas a base de zumo de fruta/vegetales, 8 mg/comida en sustitutos completos de la dieta para el control de peso, 5 mg/100 g en cereales de desayuno, 10 mg/100 g en grasas y aderezos, 3 mg/100 g en pan y 1 mg/100 g en sopas distintas de las sopas de tomate.

A nivel internacional, la monografía del JECFA sobre el β-caroteno de Blakeslea trispora se actualizó por última vez en la 87.ª reunión en 2019, publicada como Monografía 23 del JECFA de la FAO. A la sustancia se le asigna el sinónimo CI Food Orange 5 y el número INS 160a(iii), y se define como obtenida mediante un proceso de fermentación utilizando los dos tipos sexuales de apareamiento (+) y (−) del hongo Blakeslea trispora.

Evidencia científica por área de uso

Actividad antioxidante

Nivel de evidencia: principalmente en modelos in vitro y animales; evidencia directa en humanos limitada para productos derivados específicamente de B. trispora.

La mayor parte de la evidencia antioxidante para los carotenoides derivados de B. trispora se ha generado utilizando los compuestos purificados (β-caroteno, licopeno) en lugar del organismo completo o su biomasa. El β-caroteno, como compuesto antioxidante potente, ha recibido una atención considerable. Blakeslea trispora, un hongo aerobio filiforme, se ha propuesto como fuente natural de β-caroteno para su explotación comercial. Sin embargo, la investigación sobre si el β-caroteno extraído específicamente de Blakeslea trispora puede atenuar el estrés oxidativo ha sido limitada.

Un estudio en pez cebra (Danio rerio) evaluó el β-caroteno extraído de B. trispora en concentraciones de 0, 10, 20 y 40 μg/mL. Los resultados indicaron que el β-caroteno redujo la migración de neutrófilos y el daño hepático liberado. Se observó que el β-caroteno reducía los niveles de los índices de respuesta al estrés oxidativo (HMOX-1, ROS, NADPH, MDA), los factores inflamatorios (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α) y las proteínas de función hepática (AST, ALT) aumentados por el sulfato de cobre. El β-caroteno también promovió las actividades de SOD, GSH-Px, ACP, AKP y LZM, e incrementó las proteínas de los factores relacionados con la inmunidad, IgM e IFN-γ. Estos resultados demuestran que el β-caroteno tiene actividad antioxidante, antiinflamatoria y hepatoprotectora, y participa en la inmunorregulación. Se trató de un estudio preclínico en animales; los hallazgos no pueden extrapolarse directamente a humanos.

Un estudio de 2013 citado en la bibliografía publicada evaluó la administración de polvo de B. trispora, que contiene altas cantidades de licopeno, en ratones adultos. Los investigadores informaron que la administración de polvo de Blakeslea trispora, que contiene altas cantidades de licopeno, tiene el potencial de proteger el hígado, el cerebro, el riñón y la piel frente al estrés oxidativo. Esto se logra reduciendo la concentración de ROS y potenciando las actividades de las enzimas antioxidantes. Nuevamente, se trató de un estudio en animales.

Investigación relacionada con el cáncer

Nivel de evidencia: las asociaciones epidemiológicas son mixtas; los resultados de ensayos clínicos son no concluyentes o potencialmente adversos para la suplementación en poblaciones de alto riesgo. Ningún ensayo clínico ha evaluado específicamente preparaciones de B. trispora como tales.

La evidencia clínica en humanos en este ámbito se refiere a los carotenoides constituyentes (β-caroteno, licopeno), no a los productos de fermentación de B. trispora específicamente. Varios estudios epidemiológicos han vinculado un mayor consumo de licopeno con un menor riesgo de cáncer de próstata. Estos hallazgos están respaldados por experimentos in vitro e in vivo que muestran que el licopeno no solo potencia la respuesta antioxidante de las células prostáticas, sino que incluso es capaz de inhibir la proliferación, inducir la apoptosis y disminuir la capacidad metastásica de las células de cáncer de próstata. Sin embargo, aún no existe evidencia clínica claramente demostrada que respalde el uso del licopeno en la prevención o el tratamiento del cáncer de próstata, debido al número limitado de ensayos clínicos aleatorizados publicados y a la calidad variable de los estudios existentes.

Un metaanálisis de dosis-respuesta de estudios observacionales encontró que la ingesta dietética de licopeno y los niveles sanguíneos de licopeno se asociaron con un menor riesgo de cáncer de próstata (RR para la ingesta dietética de licopeno: 0,86; IC 95 %: 0,75–0,98; RR para los niveles sanguíneos de licopeno: 0,81; IC 95 %: 0,69–0,96). El análisis de dosis-respuesta indicó que el riesgo de cáncer de próstata se reducía un 3 % por cada incremento de 1 mg/día en la ingesta dietética de licopeno. Sin embargo, ni el α-caroteno ni el licopeno mostraron reducir el riesgo de cáncer de próstata avanzado, y los resultados, de replicarse, sugieren la necesidad de investigación clínica sobre los beneficios de la suplementación para la salud.

Un amplio estudio prospectivo de casos y controles anidado dentro del ensayo de detección del cáncer PLCO encontró resultados diferentes. No se observó asociación entre el licopeno sérico y el cáncer de próstata total (OR 1,14; IC 95 %: 0,82–1,58) ni el cáncer de próstata agresivo (OR 0,99; IC 95 %: 0,62–1,57). El β-caroteno se asoció con un mayor riesgo de cáncer de próstata agresivo (OR 1,67; IC 95 %: 1,03–2,72 para el quintil más alto frente al más bajo), en particular con la enfermedad en estadio regional o a distancia (OR 3,16; IC 95 %: 1,37–7,31).

En cuanto al cáncer de pulmón específicamente, los ensayos controlados aleatorizados a gran escala generaron hallazgos de seguridad críticos. El estudio ATBC fue un ensayo de intervención aleatorizado, doble ciego, realizado en el suroeste de Finlandia, en el que se inscribieron 29 133 fumadores hombres de entre 50 y 69 años, asignados aleatoriamente a uno de cuatro grupos (α-tocoferol, β-caroteno, ambos, o placebo). El estudio ATBC reportó un exceso del 18 % en la incidencia acumulada de cáncer de pulmón y un exceso del 8 % en la mortalidad general en el grupo de β-caroteno del ensayo, mientras que el estudio CARET mostró un 28 % más de casos de cáncer de pulmón y un aumento del 17 % en la mortalidad general en el grupo de intervención activa.

La dosis de β-caroteno en el CARET fue de 30 mg/día. En el estudio ATBC, más de 29 000 fumadores hombres de mediana edad fueron asignados aleatoriamente a recibir 50 mg de alfa-tocoferol, 20 mg de betacaroteno, ambos, o un placebo diariamente durante cinco a ocho años.

Un metaanálisis, basado en datos de 109 394 sujetos, demostró de manera concluyente un aumento del 24 % en el riesgo de cáncer de pulmón entre los fumadores que recibieron suplementos de betacaroteno en dosis altas. Los estudios de intervención en fumadores han reportado de manera inesperada tasas más altas de tumores pulmonares tras la suplementación con betacaroteno en dosis altas y a largo plazo. El estudio ATBC, el estudio CARET, el ensayo de Prevención de Pólipos con Antioxidantes y el estudio E3N aportan evidencia de que los efectos adversos de la suplementación con betacaroteno están correlacionados con el estado de fumador de los participantes del estudio.

Los mecanismos reportados de la acción del licopeno in vivo incluyen la regulación de los procesos oxidativos e inflamatorios, la inducción de apoptosis y la inhibición de la división celular, la angiogénesis y la formación de metástasis. Existe una necesidad reconocida de buscar factores predictivos que permitan identificar una población que pueda beneficiarse de la suplementación con licopeno. Los candidatos potenciales parecen ser la raza, los polimorfismos de nucleótido único en enzimas que escinden carotenos, algunas variantes genéticas y las enfermedades dependientes del factor de crecimiento similar a la insulina y las enfermedades inflamatorias.

Salud cardiovascular

Nivel de evidencia: los datos epidemiológicos y mecanísticos son prometedores; no existen ensayos controlados aleatorizados robustos en humanos que utilicen específicamente preparaciones derivadas de B. trispora.

El licopeno y el β-caroteno, dos tipos de carotenoides liposolubles importantes, se consideran nutrientes esenciales en la dieta humana porque previenen las enfermedades cardiovasculares, regulan el sistema inmunológico y se consideran agentes anticancerígenos y antioxidantes. El β-caroteno y otros carotenoides desempeñan funciones cruciales en la reducción del estrés oxidativo y la protección cardiovascular. Estas afirmaciones se sustentan principalmente en datos epidemiológicos y mecanísticos, no en ensayos de intervención específicamente diseñados.

Actividad precursora de vitamina A (provitamina A)

Nivel de evidencia: mecanismo bioquímico bien establecido; el β-caroteno de B. trispora está reconocido internacionalmente como colorante alimentario provitamina A.

El β-caroteno es un precursor de la vitamina A y tiene múltiples funciones fisiológicas. Su conversión en retinol es una vía bioquímica bien caracterizada y aceptada internacionalmente. La clasificación del β-caroteno de B. trispora según el Sistema Internacional de Numeración como INS n.º 160a(iii) refleja su función establecida tanto como colorante como fuente de provitamina A. Este carotenoide se utiliza ampliamente en la producción de alimentos, bebidas, alimentos para animales, cosméticos y productos farmacéuticos.

Modulación del sistema inmunológico

Nivel de evidencia: preliminar; principalmente datos mecanísticos y en animales/in vitro.

Los estudios en animales reportan que el β-caroteno extraído de B. trispora promovió las actividades de SOD, GSH-Px, ACP, AKP y LZM, y aumentó los factores relacionados con la inmunidad IgM e IFN-γ, demostrando actividad antioxidante, antiinflamatoria y hepatoprotectora, y participación en la inmunorregulación, en un modelo de pez cebra. La traslación de estos hallazgos a resultados clínicos en humanos no se ha establecido en ensayos clínicos controlados.

Antienvejecimiento y protección de la piel

Nivel de evidencia: especulativo a preliminar; principalmente en modelos animales.

Los investigadores han estado estudiando si el hongo Blakeslea trispora podría ser un efector potente contra el envejecimiento debido a su capacidad de producir eficientemente grandes cantidades de licopeno. No se han publicado ensayos clínicos controlados en humanos que evalúen específicamente preparaciones derivadas de B. trispora para objetivos antienvejecimiento o de protección de la piel.

Sistemas corporales y áreas de salud

Los carotenoides producidos por Blakeslea trispora están asociados con los siguientes sistemas corporales y ámbitos de salud, principalmente sobre la base de la evidencia relativa a sus moléculas constituyentes:

• Sistema visual y salud ocular: a través de la provitamina A (β-caroteno → retinol), esencial para la síntesis de rodopsina y el mantenimiento de los epitelios visuales.
• Sistema inmunológico: se han descrito actividades de provitamina A, antioxidantes e inmunomoduladoras para el β-caroteno.
• Sistema cardiovascular: el β-caroteno y otros carotenoides desempeñan funciones cruciales en la reducción del estrés oxidativo y la protección cardiovascular, según se evalúa epidemiológicamente.
• Sistema gastrointestinal/hepático: los estudios en animales sugieren un potencial hepatoprotector del β-caroteno derivado de B. trispora.
• Oncología (contexto preventivo): el licopeno es un nutracéutico carotenoide que se ha asociado con una mayor protección frente al cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la hipertensión y las enfermedades neurodegenerativas e inflamatorias, aunque la evidencia clínica proveniente de ensayos aleatorizados es inconsistente.
• Piel: los carotenoides se acumulan en la piel y la epidermis, donde pueden modular el estrés oxidativo; sin embargo, la evidencia clínica en este ámbito para materiales derivados específicamente de B. trispora es mínima.

Formas de dosificación y dosis reportadas en los estudios

Ningún ensayo clínico ha evaluado dosis definidas de biomasa o extracto de Blakeslea trispora directamente en humanos como formulación de suplemento dietético. Por lo tanto, la información sobre dosificación se refiere a los marcos regulatorios de sus productos carotenoides.

Marcos regulatorios de dosis para el licopeno de B. trispora:

• Se concluyó que una suspensión en aceite con contenido de α-tocoferol de licopeno, obtenido de B. trispora, destinada a su uso como nuevo ingrediente alimentario en productos alimenticios que conlleve una ingesta adicional de hasta aproximadamente 2 mg/día, no plantea motivos de preocupación desde el punto de vista de la seguridad.
• El Panel AFC de la EFSA estableció una Ingesta Diaria Admisible (IDA) de 0,5 mg/kg de peso corporal al día para el licopeno de todas las fuentes.

Marcos regulatorios de dosis para el β-caroteno de B. trispora:

• El Comité JECFA estableció una IDA grupal de 0 a 5 mg/kg de peso corporal para el betacaroteno sintético y el betacaroteno derivado de B. trispora. Esta IDA se aplica al uso del betacaroteno como agente colorante, y no a su uso como suplemento alimentario.

Dosis utilizadas en ensayos clínicos de carotenoides constituyentes (no específicas de B. trispora):

• La dosis de betacaroteno en el ensayo CARET fue de 30 mg/día.
• En el estudio ATBC, los fumadores hombres recibieron 20 mg de betacaroteno diariamente durante cinco a ocho años.

Rendimientos de fermentación reportados en estudios de biotecnología:

• Una cepa adaptada (A278) produjo 54 ± 1,95 mg/L de β-caroteno, en comparación con 21,6 ± 2,11 mg/L en el tipo silvestre, lo que representa un aumento del 45 % en el rendimiento.
• En fermentaciones basadas en aguas residuales del procesamiento de aceituna, enriquecidas con nutrientes, se reportó una producción de β-caroteno de 61,2 mg/L (lejía) y 64,1 mg/L (aguas de lavado), que representa entre el 82 % y el 88 % del contenido total de carotenoides.

Consideraciones de seguridad e interacciones

Seguridad del organismo fuente

Los organismos fuente (cepas de apareamiento de B. trispora) no son patógenos ni toxinogénicos. Las pruebas de patogenicidad in vivo con modelos animales sugieren que este hongo no es causa de enfermedad animal ni humana. La cofermentación de Blakeslea trispora DS 30627 y DS 30628 cumple con las especificaciones de la CE y está libre de micotoxinas u otros metabolitos tóxicos.

Alergenicidad

No hay reportes de reacciones alérgicas debidas a Blakeslea trispora. Además, la cantidad de proteína detectada en las preparaciones de licopeno elaboradas a partir de este hongo es muy pequeña. El Panel de la EFSA concluyó que actualmente es poco probable que el producto final represente un riesgo de desencadenar reacciones alérgicas.

Genotoxicidad

El Comité JECFA concluyó que, sobre la base de los organismos fuente, el proceso de producción y las características de composición, el β-caroteno de B. trispora no plantea preocupaciones específicas y, desde el punto de vista toxicológico, debe considerarse equivalente al β-caroteno sintetizado químicamente. Esta opinión se sustentó en los resultados negativos de dos pruebas de genotoxicidad (mutagénesis y aberración cromosómica).

El β-caroteno derivado de B. trispora fue evaluado en cuanto a actividad mutagénica en Salmonella typhimurium TA1535, TA1537, TA98 y TA100, con y sin un sistema exógeno de activación metabólica de hígado de rata. No se observó actividad mutagénica.

Señal de seguridad crítica: suplementación con β-caroteno en dosis altas en fumadores

Esta es la preocupación de seguridad clínicamente más significativa asociada al β-caroteno de cualquier fuente, incluida B. trispora. El estudio de prevención del cáncer Alpha-Tocopherol Beta-Carotene (ATBC) y el ensayo Beta-Carotene and Retinol Efficacy Trial (CARET) reportaron un aumento del riesgo de cáncer de pulmón y de la mortalidad total en fumadores intensos (definidos como un historial de tabaquismo de 20 o más paquetes-año) y trabajadores expuestos al asbesto que suplementaron su dieta con β-caroteno sintético en dosis diarias de 20 o 30 mg.

Un metaanálisis, basado en datos de 109 394 sujetos, demostró de manera concluyente un aumento del 24 % en el riesgo de cáncer de pulmón entre los fumadores que recibieron suplementos de betacaroteno en dosis altas.

Es importante señalar que el Comité JECFA reafirmó que las ratas no son un modelo adecuado para derivar una IDA para el β-caroteno, debido a la biodisponibilidad relativamente baja del β-caroteno en las ratas en comparación con los humanos. Por lo tanto, el Comité retiró las IDA grupales de 0 a 5 mg/kg de peso corporal para el β-caroteno sintético y el β-caroteno derivado de Blakeslea trispora. El Comité no pudo establecer una IDA grupal para estas sustancias porque una IDA grupal es aplicable a la población general, que incluye a los fumadores intensos.

Aún queda por dilucidar la explicación biológica de la discrepancia entre los posibles efectos protectores frente al cáncer de pulmón derivados de niveles dietéticos de β-caroteno en la población general (incluidos los fumadores intensos) y el aparente aumento del riesgo de cáncer de pulmón en ciertas poblaciones expuestas a altas cantidades de carcinógenos pulmonares con uso concurrente de suplementación con β-caroteno.

Preocupaciones por superación de la IDA de licopeno en niños

El Panel AFC de la EFSA estableció una IDA de 0,5 mg/kg de peso corporal al día para el licopeno de todas las fuentes. Sin embargo, se indicó que esta IDA podría ser superada por niños en edad preescolar y escolar en ciertos escenarios de uso de aditivos alimentarios.

Equivalencia con los carotenoides sintéticos

El β-caroteno sintético presenta la configuración isomérica todo-trans, mientras que el β-caroteno de B. trispora, como fuente natural, presenta una variedad de formas: todo-trans, mono-cis, di-cis y poli-cis. La producción de carotenoides mediante biosíntesis microbiana es un ejemplo clásico de competencia entre procesos químicos y biológicos. Entre las ventajas de los procesos biotecnológicos se incluye la posibilidad de obtener, de manera sencilla, carotenoides de estructura más compleja, así como los isómeros conformacionales que solo se producen de forma natural.

El licopeno es biosintetizado por el hongo B. trispora a través de la misma vía que el licopeno producido en el tomate. Esta identidad estructural sustenta las evaluaciones regulatorias que los han tratado como equivalentes a efectos de seguridad.

Referencias

• Wikipedia – Blakeslea trispora
• JGI MycoCosm – Blakeslea trispora NRRL 2456 v1.0
• JGI MycoCosm – Blakeslea trispora F921 v1.0
• Rodríguez-Sáiz M et al. – Blakeslea trispora Genes for Carotene Biosynthesis. Applied and Environmental Microbiology (2004) – PMC
• Rodríguez-Sáiz M et al. – Blakeslea trispora Genes for Carotene Biosynthesis. Applied and Environmental Microbiology 70(9):5589-5594 (2004)
• Feng X et al. – Metabolic Regulation of Trisporic Acid on Blakeslea trispora Revealed by a GC-MS-Based Metabolomic Approach. PLOS ONE (2012) – PMC
• Feng X et al. – Metabolic Regulation of Trisporic Acid on Blakeslea trispora. PLOS ONE (2012)
• Karppi J et al. – Adaptive laboratory evolution of Blakeslea trispora under acetoacetanilide stress leads to enhanced β-carotene biosynthesis. Scientific Reports (2025)
• ScienceDirect Topics – Blakeslea trispora (Immunology and Microbiology overview)
• ScienceDirect Topics – Blakeslea trispora (Agricultural and Biological Sciences overview)
• Choubert G et al. – Improved production of lycopene and β-carotene by Blakeslea trispora with oxygen-vectors. Process Biochemistry (2007)
• Jing G et al. – Genetic manipulation of the bifunctional gene, carRA, to enhance lycopene content in Blakeslea trispora. Biochemical Engineering Journal (2017)
• Chatzifragkou A et al. – Uncovering the Hidden Potential of Phytoene Production by the Fungus Blakeslea trispora. Foods (2024)
• Sarris D et al. – Natural β-Carotene Production by Blakeslea trispora Cultivated in Spanish-Style Green Olive Processing Wastewaters. PMC / Applied Sciences (2021)
• Zhou et al. – The photoinduced β-carotene synthesis in Blakeslea trispora is dependent on WC-2A. Frontiers in Microbiology (2025)
• JECFA – beta-CAROTENE DERIVED FROM BLAKESLEA TRISPORA. Food Additives Series 48 (2001)
• FAO/WHO JECFA – β-CAROTENE from BLAKESLEA TRISPORA. JECFA Monograph 23 (2019)
• FAO – β-CAROTENE from BLAKESLEA TRISPORA. JECFA Monograph 4 (61st JECFA, 2003)
• WHO JECFA Database – beta-CAROTENE from BLAKESLEA TRISPORA
• EFSA – Safety of 'Lycopene Cold Water Dispersible Products from Blakeslea trispora'. EFSA Journal 893 (2008)
• EFSA – Opinion on Lycopene from Blakeslea trispora (BfR reprint, 2005)
• EFSA – Dietary exposure to lycopene from background diet, novel foods and food additive use in the European population. EFSA Journal (2026)
• European Commission SCF – Opinion on beta-carotene from Blakeslea trispora (SCF/CS/ADD/COL/187 Final)
• European Commission – List of Novel Food Authorisations (includes lycopene from Blakeslea trispora)
• Commission Implementing Regulation (EU) 2017/2470 – Union list of novel foods
• Jiang M et al. – β-Carotene extracted from Blakeslea trispora attenuates oxidative stress, inflammatory, hepatic injury and immune damage induced by copper sulfate in zebrafish. PubMed (2022)
• Zhang X et al. – Beta-carotene and its protective effect on gastric cancer. PMC (2021)
• Böhm V and Fröhlich K – The Potential Role of Lycopene for the Prevention and Therapy of Prostate Cancer. PMC / Nutrients (2013)
• Zu K et al. – Effect of Carotene and Lycopene on the Risk of Prostate Cancer: A Systematic Review and Dose-Response Meta-Analysis of Observational Studies. PMC / PLOS ONE (2015)
• Peters U et al. – Serum Lycopene, Other Carotenoids, and Prostate Cancer Risk: A Nested Case-Control Study in the PLCO Trial. Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention (2007)
• Martínez-Noguera FJ et al. – The Anti-Cancer Activity of Lycopene: A Systematic Review of Human and Animal Studies. PMC / Nutrients (2022)
• Männistö S et al. – β-Carotene Supplementation and Lung Cancer Incidence in the ATBC Study: The Role of Tar and Nicotine. PMC (2019)
• Hendrickson SJ et al. – Investigating the relationship between β-carotene intake from diet and supplements, smoking, and lung cancer risk. Food and Chemical Toxicology (2024)
• Tanvetyanon T and Bepler G – Beta-carotene in multivitamins and the possible risk of lung cancer among smokers versus former smokers. Cancer (2008)
• Cerda-Olmedo E – Modification of Sexual Development and Carotene Production by Acetate and Other Small Carboxylic Acids in Blakeslea trispora and Phycomyces blakesleeanus. PMC
• Gao S et al. – Elevated β-Carotene Production Using Codon-Adapted CarRA&B and Metabolic Balance in Engineered Yarrowia lipolytica. PMC / Frontiers in Microbiology (2021)