Un científico de origen vietnamita descifra el misterio de cómo las plantas crean compuestos anticancerígenos.

Investigadores de la Universidad de Columbia Británica (UBC) Okanagan, Canadá, acaban de anunciar el descubrimiento del mecanismo vegetal que crea la mitrafilina, un compuesto natural poco común con potentes propiedades anticancerígenas y antiinflamatorias.

Este trabajo es el resultado de una colaboración entre el equipo de la Dra. Thu – Thuy Dang en la UBC Okanagan y el equipo del Dr. Satya Nadakuduti en la Universidad de Florida (EE. UU.), con el apoyo del Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (NSERC), la Fundación Canadiense para la Innovación (CFI), el Programa de Becarios de Salud Michael Smith de BC y el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA NIFA).

Los estudiantes de doctorado Tuan-Anh Nguyen (izquierda) y Thu-Thuy Dang examinan muestras de plantas en el laboratorio. Foto: UBC Okanagan

Encontrar el “eslabón perdido” en la cadena de compuestos curativos de la naturaleza

La mitrafilina pertenece al grupo de los alcaloides espirooxindólicos, un grupo de moléculas con una estructura especial "retorcida" y potentes efectos biológicos. Aunque se conoce desde hace tiempo, el proceso de formación de este tipo de compuesto en la naturaleza permaneció un misterio hasta que el grupo de la Dra. Thu-Thuy Dang, directora del Grupo de Investigación en Biotecnología de Productos Naturales de la UBC Okanagan, identificó en 2023 la primera enzima capaz de "retorcer" las moléculas para crear una estructura espiro.

Tras ese resultado, el estudiante de doctorado Tuan Anh Nguyen dirigió la siguiente fase y descubrió dos enzimas clave que trabajan juntas en la síntesis de mitrafilina: una enzima determina la estructura tridimensional y la otra completa el paso final de torsión para crear la molécula completa.

“Este descubrimiento es como encontrar el eslabón perdido en una línea de ensamblaje. Ayuda a explicar cómo la naturaleza crea estas moléculas complejas y abre el camino para imitar ese proceso en el laboratorio”, compartió el Dr. Dang.

La mitrafilina se encuentra de forma natural en cantidades muy pequeñas en ciertas plantas tropicales de la familia del café, como la Mitragyna (kratom) y la Uncaria (uña de gato). (Fuente: Shutterstock).

La mitrafilina solo se encuentra en cantidades ínfimas en ciertas plantas tropicales de la familia del café, como la Mitragyna (kratom) y la Uncaria (uña de gato), lo que hacía que su extracción o síntesis a gran escala fuera extremadamente difícil y costosa. La identificación de dos enzimas clave ha abierto el camino a una producción más eficiente y respetuosa con el medio ambiente de este compuesto natural.

Según el estudiante de doctorado Tuan-Anh Nguyen, este es un paso importante hacia la química verde, que permite crear valiosos compuestos farmacéuticos mediante métodos biológicos en lugar de la química convencional. Este éxito también refleja el entorno de investigación abierto y colaborativo entre estudiantes y profesores de la UBC Okanagan para resolver problemas globales.

La Dra. Dang expresó su orgullo por este descubrimiento, una prueba de que las plantas son las químicas geniales de la naturaleza, y dijo que el siguiente paso es que ella y su equipo de investigación encuentren formas de aplicar estas enzimas para crear compuestos terapéuticos más valiosos.

El viaje para descifrar la "fábrica biológica" de la naturaleza

La Dra. Thu-Thuy Dang – Dang Thi Thu Thuy, es una ex estudiante de biotecnología de la Universidad de Ciencias Naturales (Universidad Nacional de Ciencias Naturales de Vietnam, Ciudad Ho Chi Minh).

Cursó una maestría y luego defendió su doctorado en biología molecular/bioquímica en la Universidad de Calgary (Alberta, Canadá) y completó un programa de investigación postdoctoral en bioquímica en el Centro John Innes (Reino Unido).

Recordando la oportunidad de dedicarse a la investigación, comentó que desde niña conocía la cultura del uso de hierbas en la medicina popular y que, siendo aún estudiante, tuvo un contacto temprano con la técnica del cultivo de tejidos de plantas medicinales. Sin embargo, el punto de inflexión llegó durante sus estudios de posgrado, cuando casualmente vio un laboratorio contiguo que investigaba la biosíntesis de compuestos naturales en plantas.

Fue entonces cuando se dio cuenta de que, además de los conocimientos básicos de fisiología vegetal que había aprendido, existía también un nuevo campo donde se estudiaba cómo las plantas crean compuestos valiosos.

A partir de ahí, decidió dedicarse a la investigación para encontrar nuevos genes y enzimas implicados en la biosíntesis de alcaloides, un grupo de compuestos con una fuerte actividad biológica y potencial para aplicaciones farmacéuticas.

Durante muchos años, la Dra. Thuy se ha dedicado a descifrar las rutas biosintéticas de los alcaloides en las plantas, utilizando biología molecular, análisis de RNA-seq, datos genómicos y estructuras enzimáticas para comprender cómo las plantas medicinales producen compuestos valiosos. Además, es coautora de varias patentes relacionadas con la producción de compuestos anticancerígenos a partir de plantas.

«Siempre me pregunté por qué, con solo agua, luz y aire, las plantas pueden crear compuestos capaces de tratar enfermedades complejas como el cáncer», compartió. Según ella, si cada molécula es una casa, entonces las enzimas de las plantas son las hábiles constructoras. La labor del investigador consiste en comprender la función de cada una de estas «constructoras» y en qué orden, para así poder simular o mejorar el proceso creado por la naturaleza.

Ese conocimiento es la base para que ella y sus colegas recreen el proceso de creación de ingredientes activos naturales en el laboratorio, lo que ayuda a reducir la explotación de valiosas plantas medicinales, limita el uso de productos químicos tóxicos y, al mismo tiempo, abre el camino para crear compuestos similares con mayor actividad.

En la Universidad de Columbia Británica (UBC) Okanagan, fundó el Laboratorio de Investigación de Compuestos Bioactivos de Plantas (PlantBioCoRe), que combina bioquímica, química, bioinformática y genética molecular para comprender los mecanismos que producen compuestos bioactivos en las hierbas.

Su equipo ha logrado numerosos resultados impresionantes, entre ellos, nuevos hallazgos sobre la ruta metabólica de sustancias anticancerígenas de la Camptotheca acuminata. Este descubrimiento contribuye a la creación de fármacos más accesibles, de fácil aplicación clínica, publicados en revistas internacionales y patentados.

Al tener la oportunidad de intercambiar conocimientos académicos con investigadores nacionales, como los de la Universidad de Farmacia de Hanoi , la Universidad de Ciencias Naturales, la VNU-HCM o el Instituto de Ciencias Tay Nguyen, se dio cuenta de que en Vietnam existen muchos proyectos de investigación valiosos sobre plantas medicinales.

"Espero contribuir, aunque sea mínimamente, a enriquecer el conocimiento y la aplicación de los recursos vegetales de mi tierra natal", compartió.

Fuente: https://khoahocdoisong.vn/nha-khoa-hoc-goc-viet-giai-ma-bi-an-cach-cay-co-tao-hop-chat-chong-ung-thu-post2149060401.html