Duas plantas que podem causar danos nos nervos e paralisia em doses minúsculas podem, na verdade, esconder um tesouro de compostos úteis - para dor, malária, câncer e até controle de pragas. Pesquisadores finalmente descobriram como recriar uma parte de sua química potente em laboratório, o que pode levar a tratamentos mais sustentáveis baseados em produtos naturais.

O estudo, publicado na revista Molecular Plant, focou no acônito e no esporão, com cientistas da Universidade Estadual de Michigan e da Academia de Ciências da República Tcheca unindo forças. Essas plantas têm sido usadas na medicina há milhares de anos, de acordo com Garret Miller, co-primeiro autor e agora professor assistente na Universidade de Michigan-Flint. "Sabemos que elas interagem com nossos corpos de muitas maneiras, e entender como criá-las pode ajudar a fornecer rotas totalmente novas de teste", disse ele.

As plantas são as maiores químicas, diz Björn Hamberger, professor dotado James K. Billman na MSU. "As plantas são as melhores químicas por aí, aprimorando seu arsenal de compostos naturais ao longo de milhões de anos para ajudá-las a sobreviver." Seu trabalho inclui cafeína, capsaicina, mentol e vanilina - sem mencionar muitos medicamentos modernos que vêm diretamente de plantas ou são inspirados por elas.

O Laboratório Hamberger foca nesses metabólitos especializados e recentemente voltou sua atenção para o esporão (também chamado de delphinium por suas flores em forma de golfinho). O objetivo era entender como a planta produz alcaloides diterpenoides - um grupo de produtos químicos altamente tóxicos, mas que podem ter benefícios medicinais. Isso tem sido uma dor de cabeça para os cientistas por décadas, porque esses compostos são incrivelmente complexos, combinando características de dois dos maiores e mais antigos grupos de produtos químicos vegetais. A aconitina, um membro bem conhecido dessa família, foi isolada há quase 200 anos, mas ninguém conseguiu sintetizá-la em laboratório com sucesso.

O progresso veio através de um encontro inesperado em uma conferência em Barcelona, onde Hamberger conheceu pesquisadores do laboratório de Tomáš Pluskal na Academia de Ciências da República Tcheca, que estavam estudando os mesmos alcaloides no acônito (também conhecido como capuz de monge). Como Hamberger colocou: "Quando isso acontece, podemos seguir caminhos separados ou nos unir, e é a união que sempre leva à melhor ciência."

A equipe então embarcou em uma caçada molecular, examinando várias espécies de ambas as plantas e rastreando milhares de genes para encontrar aqueles ativados nos tecidos certos no momento certo. É como uma linha de montagem, explicou Miller: "Se você tem dez etapas em sequência necessárias para construir um produto final, e de repente uma para, as próximas etapas não podem acontecer." Uma vez resolvida a via, eles podem transferir as instruções genéticas para um hospedeiro como levedura, transformando-o em um sistema de produção biológica.

Após identificar genes promissores, os pesquisadores os transferiram para plantas de tabaco, que serviram como biofábricas vivas. O tabaco modificado montou a via com sucesso: seis enzimas trabalharam juntas para produzir atisinium, um alcaloide diterpenoide, com uma adição inesperada de nitrogênio. Isso dá à equipe um ponto de partida para estudar a família mais ampla de alcaloides e seu potencial medicinal.

"Nossa visão é fornecer ferramentas verdes e sustentáveis que nos permitam aproveitar o poder natural dessas plantas", disse Hamberger.

Materiais fornecidos pela Universidade Estadual de Michigan. Nota: O conteúdo pode ser editado por estilo e tamanho.