Por Lisa Potter
Los hongos del género Psilocybe, conocidos popularmente como hongos mágicos o con psilocibina, han tenido durante siglos un profundo significado en las culturas indígenas de Mesoamérica, pero fue a mediados del siglo XX cuando captaron por primera vez la atención del mundo entero como un elemento básico del arsenal psicodélico de los 60 y 70.
Pero hoy en día, la psilocibina y la psilocina, los compuestos psicoactivos que se encuentran en casi todas las especies del género Psilocybe se han mostrado muy prometedores como tratamiento para afecciones que incluyen trastornos de estrés postraumático, tratamientos contra depresiones resistentes y hasta para facilitar los cuidados paliativos al final de la vida.
El género es una categoría que agrupa a varias especies relacionadas entre sí, mientras que la especie es la unidad básica de clasificación que identifica a un grupo específico de organismos que pueden reproducirse entre sí y producir descendencia fértil.
Ruta genética y evolutiva
Pero para comprender profundamente cómo utilizar la psilocibina con un objetivo terapéutico, los científicos han comenzado a necesitar la hoja de ruta genética de la especie y la evolución subyacente de sus compuestos.
Nuestro conocimiento limitado proviene de la investigación de tan solo 5 de las más de 165 especies conocidas de Psilocybe, ya que la mayoría de los hongos productores de psilocibina no han sido estudiados desde que fueron descubiertos por primera vez, al menos hasta ahora.
Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Utah y el Museo de Historia Natural de Utah (NHMU) ha completado el mayor estudio de diversidad genómica del género Psilocybe de la historia, abarcando 52 especímenes que incluyen 39 especies nunca antes secuenciadas.
Reloj molecular
El análisis del reloj molecular sugiere que el linaje madre de Psilocybe surgió hace aroximadamente 65 millones de años y luego se diversificó hace unos 56 millones de años.
Los estudios han establecido que la psilocibina se sintetizó por primera vez en hongos del género Psilocybe a través de 4 o 5 posibles transferencias horizontales de genes en un período de entre 9 y 40 millones de años atrás.
El análisis ha revelado dos órdenes de genes distintos dentro del grupo que producen psilocibina, los cuales corresponden a una antigua división del género, sugiriendo dos vías independientes en la historia evolutiva de su producción.
Los órdenes de genes se refieren a la secuencia específica en la que los genes están dispuestos a lo largo de un cromosoma, lo cual es crucial para el funcionamiento y regulación genética en los organismos.
El estudio es el primero en revelar un patrón evolutivo tan profundo dentro de las secuencias genéticas que sustentan la síntesis de proteínas psicoactivas.
Bryn Dentinger, curador de micología de NHMU y autor principal del estudio señala:
Si la psilocibina resulta ser este fármaco maravilloso, será necesario desarrollar terapias para mejorar su eficacia. ¿Qué pasa si esto ya existe en la naturaleza? Existe una gran diversidad de estos compuestos. Pero para entender dónde están y cómo se producen, necesitamos este tipo de trabajo molecular para utilizar la biodiversidad en nuestro beneficio.
Todo el ADN de la psilocibina del estudio provino de especímenes resguardados en colecciones de museos de todo el mundo, siendo 23 de los 52 “espécimenes tipo”, el estándar de oro que designa una especie con la que se miden todas las demás muestras.
Instituciones de todo el mundo enviaron especímenes del hongo Psilocybe de sus colecciones al micólogo de la Universidad de Utah. Algunos habían sido recopilados y catalogados hace más de 150 años.
La figura a continuación enumera los especímenes incluidos en el estudio y los nuevos especímenes que se utilizarán para futuros estudios a medida que los autores continúen realizando análisis genómicos en más especies de Psilocybe.
El trabajo molecular de los autores sobre especies tipo es una de las contribuciones más importantes a la micología, porque establece una base de referencia autorizada para todos los trabajos futuros sobre la diversidad taxonómica de los Psilocybe.
Alexander Bradshaw, investigador postdoctoral en la Universidad de Utah y otro de los autores principales del estudio comenta:
Estos especímenes tipo representan cientos de años de miles de esfuerzos colectivos de científicos para documentar su diversidad, mucho antes de que la gente pensara en el ADN. Esa es la belleza de esto, porque nadie ha secuenciado realmente especímenes tipo a esta escala y ahora podemos producir datos moleculares y genómicos según el estándar de oro de los tipos de Psilocybe para que las personas puedan compararlos.
El estudio fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences el 9 de enero de 2024.
Un viaje en el tiempo
Estudios anteriores habían identificado un grupo de cuatro genes principales que producen psilocibina basándose en el análisis genómico de 3 especies de Psilocybe.
Estas especies estaban estrechamente relacionadas entre sí y todas tenían patrones genéticos coincidentes dentro de los grupos de genes productores de psilocibina.
Pero la genómica ampliada del estudio de 52 especímenes de Psilocybe reveló un segundo patrón distinto.
Los autores confirmaron que 17 especímenes correspondían el orden original, mientras que 35 exhibían un nuevo patrón.
Dentinger, quien también es profesor asociado de biología en la Universidad de Utah comenta:
Hemos demostrado que ha habido muchos cambios en el orden de los genes a lo largo del tiempo y eso proporciona algunas herramientas nuevas para la biotecnología. Si estás buscando una manera de expresar genes para producir psilocibina y compuestos relacionados, ya no dependerás de un solo conjunto de secuencias genéticas para hacerlo. Ahora existe una enorme diversidad que los científicos pueden observar en busca de nuevas propiedades.
La datación del grupo mostró que la división de los dos patrones de grupos de genes se habría producido hace unos 57 millones de años, lo que también correspondió a un cambio en la ecología en la Tierra.
Los primeros hongos productores de psilocibina probablemente surgieron como un grupo de descomposición de madera, que luego de la división pasaron al suelo, con algunas especies como Psilocybe cubensis evolucionando para crecer en estiércol de herbívoros.
Además, este cambio ecológico hacia el estiércol parece haber ocurrido al menos dos veces de forma independiente en su historia evolutiva.
¿Qué hace la psilocibina por los hongos?
Los autores esperaban que la historia evolutiva de la psilocibina aclarara la pregunta más básica: ¿Qué hace la psilocibina por los hongos?
Es probable que los grupos de genes productores de psilocibina tengan algún beneficio intrínseco (metabolitos secundarios), pero en realidad nadie sabe cuál es.
La estructura molecular de la psilocibina es análoga a la serotonina y se une estrechamente a sus receptores, especialmente al 5-HT2A , el famoso receptor al que se acoplan muchas de las sustancias psicodélicas.
Cuando esta sustancia química se une a estos receptores en los mamíferos y en otros seres vivos similares como insectos y arácnidos, desarrollan comportamientos alterados, por lo que algunos han propuesto que actúa como un disuasivo directo de la depredación.
También es posible que la psilocibina funcione como laxante o induzca el vómito para propagar las esporas antes de que se digieran por completo.
Sin embargo, los hongos con psilocibina suelen aparecer con poca frecuencia en la naturaleza, lo que hace poco probable que los animales puedan aprender a reconocerlos.
Una teoría alternativa es que la psilocibina evolucionó como una defensa química contra los insectos.
Sin embargo, faltan estudios empíricos, ya que observaciones han confirmado que los hongos con psilocibina pueden albergar regularmente larvas de insectos sanas y prósperas.
La hipótesis de los gasterópodos
Los autores están preparando experimentos para probar una teoría alternativa a la que llaman hipótesis de los gasterópodos.
El momento y las fechas de divergencia de Psilocybe coinciden con el límite KPg, el marcador geológico del asteroide que arrojó a la Tierra a un invierno brutal y prolongado y mató al 80% de toda la vida existente.
Pero las dos formas de vida que prosperaron durante la oscuridad y la decadencia fueron los hongos y los gasterópodos terrestres.
La evidencia, incluido el registro fósil, muestra que los gasterópodos tuvieron una diversificación y proliferación masiva justo después del impacto del asteroide y además se sabe que las babosas terrestres son grandes depredadores de hongos.
Con la datación molecular de Psilocybe realizada por el estudio hace unos 65 millones de años, es posible que la psilocibina originalmente haya evolucionado como un elemento disuasorio para las babosas, por lo que esperan que sus experimentos de alimentación arrojen algo de luz sobre su hipótesis.
Cabe destacar que otros autores que contribuyeron al estudio incluyen Ali Awan de Guy’s and St. Thomas’ NHS Trust, Giuliana Furci de Fungi Foundation y Laura Guzmán-Dávalos de la Universidad de Guadalajara.
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias (DEB #2114785) y Fungi Perfecti LLC.
