Dos plantas que pueden causar daño nervioso y parálisis en dosis diminutas podrían estar escondiendo un tesoro de compuestos útiles: para el dolor, la malaria, el cáncer e incluso el control de plagas. Los investigadores finalmente han descubierto cómo recrear una parte de su potente química en el laboratorio, lo que podría conducir a tratamientos más sostenibles basados en productos naturales.

El estudio, publicado en la revista Molecular Plant, se centró en el acónito y el delfinio, con científicos de la Universidad Estatal de Michigan y la Academia Checa de Ciencias uniendo fuerzas. Estas plantas se han utilizado en medicina durante miles de años, según Garret Miller, co-primer autor y ahora profesor asistente en la Universidad de Michigan-Flint. "Sabemos que interactúan con nuestros cuerpos de muchas maneras, y entender cómo crearlas puede ayudar a proporcionar rutas totalmente nuevas de prueba", dijo.

Las plantas son las mejores químicas, dice Björn Hamberger, profesor dotado James K. Billman en MSU. "Las plantas son las mejores químicas que existen, mejorando su arsenal de compuestos naturales durante millones de años para ayudarlas a sobrevivir". Su trabajo incluye cafeína, capsaicina, mentol y vainillina, sin mencionar muchos medicamentos modernos que provienen directamente de plantas o están inspirados en ellas.

El Laboratorio Hamberger se centra en estos metabolitos especializados, y recientemente dirigió su atención al delfinio (también llamado delphinium por sus flores en forma de delfín). El objetivo era entender cómo la planta produce alcaloides diterpenoides, un grupo de químicos altamente tóxicos pero que pueden tener beneficios medicinales. Esto ha sido un dolor de cabeza para los científicos durante décadas porque estos compuestos son increíblemente complejos, combinando características de dos de los grupos más antiguos y grandes de químicos vegetales. La aconitina, un miembro bien conocido de esta familia, fue aislada hace casi 200 años, pero nadie ha logrado sintetizarla en el laboratorio.

El progreso llegó a través de un encuentro inesperado en una conferencia en Barcelona, donde Hamberger conoció a investigadores del laboratorio de Tomáš Pluskal en la Academia Checa de Ciencias, que estaban estudiando los mismos alcaloides en el acónito (también conocido como matalobos). Como dijo Hamberger: "Cuando esto sucede, podemos seguir nuestros propios caminos o unirnos, y es uniéndonos lo que siempre conduce a la mejor ciencia".

El equipo entonces se embarcó en una búsqueda molecular del tesoro, examinando varias especies de ambas plantas y rastreando miles de genes para encontrar aquellos activados en los tejidos correctos en el momento adecuado. Es como una línea de ensamblaje, explicó Miller: "Si tienes diez pasos en fila necesarios para construir un producto final, y de repente uno se detiene, los siguientes pasos no pueden ocurrir". Una vez que se resuelve la vía, pueden transferir las instrucciones genéticas a un huésped como la levadura, convirtiéndolo en un sistema de producción biológica.

Después de identificar genes prometedores, los investigadores los transfirieron a plantas de tabaco, que sirvieron como biofábricas vivientes. El tabaco modificado ensambló la vía con éxito: seis enzimas trabajaron juntas para producir atisinio, un alcaloide diterpenoide, con una adición inesperada de nitrógeno. Esto le da al equipo un punto de partida para estudiar la familia más amplia de alcaloides y su potencial medicinal.

"Nuestra visión es proporcionar herramientas verdes y sostenibles que nos permitan aprovechar el poder natural de estas plantas", dijo Hamberger.

Material proporcionado por la Universidad Estatal de Michigan. Nota: El contenido puede haber sido editado por estilo y longitud.