Investigadores de la Universidad de Columbia Británica (UBC) Okanagan, Canadá, acaban de anunciar el descubrimiento del mecanismo vegetal que crea mitrafilina, un raro compuesto natural con poderosas propiedades anticancerígenas y antiinflamatorias.
El trabajo es el resultado de una colaboración entre el equipo del Dr. 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 en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (NSERC), la Fundación Canadiense para la Innovación (CFI), el Programa de Becas de Salud Michael Smith de BC y el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA NIFA).
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 conocido desde hace mucho tiempo, el proceso de formación de este tipo de compuesto en la naturaleza seguía siendo un misterio hasta que el grupo del Dr. Thu-Thuy Dang, jefe del Grupo de Investigación de Biotecnología de Productos Naturales de la UBC Okanagan, identificó la primera enzima capaz de "retorcer" moléculas para crear una estructura espiro en 2023.
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 enzima completa el paso de torsión final para crear la molécula completa.
“Este descubrimiento es como encontrar el eslabón perdido en una cadena de montaje. Ayuda a explicar cómo la naturaleza crea estas moléculas complejas y abre la puerta a imitar ese proceso en el laboratorio”, compartió el Dr. Dang.
La mitrafilina existe solo en trazas en ciertas plantas tropicales de la familia del café, como la Mitragyna (kratom) y la Uncaria (uña de gato), lo que dificultaba y encarecía enormemente su extracción o síntesis a gran escala. La identificación de dos enzimas clave ha allanado el camino para 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 ayuda a crear compuestos farmacéuticos valiosos mediante métodos biológicos en lugar de la química pesada. Este éxito también refleja el entorno de investigación abierto y colaborativo entre estudiantes y profesores de la UBC Okanagan para resolver problemas globales.
Expresando orgullo por este descubrimiento, una prueba de que las plantas son los químicos geniales de la naturaleza, la Dra. Dang dijo que el próximo paso es que ella y su equipo de investigación encuentren formas de aplicar estas enzimas para crear compuestos terapéuticos más valiosos.
El viaje para decodificar la «fábrica biológica» de la naturaleza
Dra. Thu-Thuy Dang – Dang Thi Thu Thuy, es una ex estudiante de biotecnología en la Universidad de Ciencias Naturales (Universidad de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Vietnam, Ciudad Ho Chi Minh).
Estudió 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).
Al recordar la oportunidad de dedicarse a la investigación, comentó que desde pequeña había estado familiarizada con la cultura del uso de hierbas como medicina popular y que, siendo aún estudiante, tuvo una temprana experiencia con la técnica del cultivo de tejidos de plantas medicinales. Sin embargo, el punto de inflexión solo llegó durante sus estudios de posgrado, cuando por casualidad vio un laboratorio vecino 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, también existía un nuevo campo en el que la gente estudiaba cómo las plantas crean compuestos valiosos.
A partir de ahí, decidió dedicarse a la investigación para encontrar nuevos genes y enzimas implicadas en la biosíntesis de alcaloides, un grupo de compuestos con fuerte actividad biológica y potencial para aplicaciones farmacéuticas.
Durante muchos años, la Dra. Thuy se ha centrado en descifrar las vías biosintéticas de los alcaloides en las plantas, utilizando biología molecular, análisis de secuenciación de ARN, datos genómicos y estructuras enzimáticas para comprender cómo las plantas medicinales producen compuestos valiosos. También es coautora de varias patentes relacionadas con la producción de compuestos anticancerígenos a partir de plantas.
“Siempre me he preguntado por qué, con solo agua, luz y aire, las plantas pueden crear compuestos que pueden 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. El trabajo del investigador es comprender qué hace cada uno de estos "constructores" y en qué orden, para que puedan simular o mejorar el proceso que la naturaleza ha creado.
Ese conocimiento es la base para que ella y sus colegas recreen el proceso de creación de ingredientes activos naturales en el laboratorio, ayudando a reducir la explotación de preciosas plantas medicinales, limitar el uso de productos químicos tóxicos y, al mismo tiempo, abrir el camino para crear compuestos similares con una actividad más fuerte.
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, incluyendo nuevos hallazgos sobre la vía metabólica de las sustancias anticancerígenas de Camptotheca acuminata. Este descubrimiento contribuye a la creación de fármacos inocuos, de aplicación clínica más sencilla, publicados en revistas internacionales y registrados para patentes.
Al tener la oportunidad de intercambiar conocimientos académicos con investigadores nacionales, como en la Universidad de Farmacia de Hanoi , la Universidad de Ciencias Naturales, VNU-HCM o el Instituto de Ciencias Tay Nguyen, se dio cuenta de que en Vietnam hay muchos proyectos de investigación valiosos sobre plantas medicinales.
“Espero aportar una pequeña parte para 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
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