Cientista de origem vietnamita decifra o mistério de como as plantas criam compostos anticancerígenos

Pesquisadores da Universidade da Colúmbia Britânica (UBC) em Okanagan, Canadá, acabaram de anunciar a descoberta do mecanismo vegetal que cria a mitrafilina, um composto natural raro com poderosas propriedades anticancerígenas e anti-inflamatórias.

O trabalho é resultado de uma colaboração entre a equipe do Dr. Thu – Thuy Dang na UBC Okanagan e a equipe do Dr. Satya Nadakuduti na Universidade da Flórida (EUA), com o apoio do Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá (NSERC), da Fundação Canadense para Inovação (CFI), do Programa de Bolsistas de Saúde BC Michael Smith e do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA NIFA).

A aluna de doutorado Tuan-Anh Nguyen (à esquerda) e a aluna de doutorado Thu-Thuy Dang examinam amostras de plantas em laboratório. Foto: UBC Okanagan

Encontrando o “elo perdido” na cadeia de compostos curativos da natureza

A mitrafilina pertence ao grupo dos alcaloides espirooxindol, um grupo de moléculas com uma estrutura especial "torcida" e fortes efeitos biológicos. Embora conhecido há muito tempo, o processo de formação desse tipo de composto na natureza permaneceu um mistério até que o grupo do Dr. Thu-Thuy Dang, Chefe do Grupo de Pesquisa em Biotecnologia de Produtos Naturais da UBC Okanagan, identificou a primeira enzima capaz de "torcer" moléculas para criar uma estrutura espiro em 2023.

Após esse resultado, o estudante de doutorado Tuan Anh Nguyen liderou a próxima fase e descobriu duas enzimas principais que trabalham juntas na síntese da mitrafilina: uma enzima determina a estrutura tridimensional e a outra enzima completa a etapa final de torção para criar a molécula completa.

“Esta descoberta é como encontrar o elo perdido em uma linha de montagem. Ela ajuda a explicar como a natureza cria essas moléculas complexas e abre caminho para imitar esse processo em laboratório”, compartilhou o Dr. Dang.

A mitrafilina ocorre naturalmente em quantidades muito pequenas em certas plantas tropicais da família do café, como Mitragyna (kratom) e Uncaria (unha-de-gato). (Fonte: Shutterstock).

A mitrafilina existe apenas em pequenas quantidades em certas plantas tropicais da família do café, como a Mitragyna (kratom) e a Uncaria (unha-de-gato), tornando a extração ou síntese em larga escala, antes extremamente difícil e cara. A identificação de duas enzimas essenciais abriu caminho para uma produção mais eficiente e ecologicamente correta do composto natural.

Segundo o doutorando Tuan-Anh Nguyen, este é um passo importante em direção à química verde, que ajuda a criar compostos farmacêuticos valiosos usando métodos biológicos em vez de química pesada. Esse sucesso também reflete o ambiente de pesquisa aberto e colaborativo entre alunos e professores da UBC Okanagan para solucionar problemas globais.

Expressando orgulho por essa descoberta, uma prova de que as plantas são químicas geniais da natureza, a Dra. Dang disse que o próximo passo para ela e sua equipe de pesquisa é encontrar maneiras de aplicar essas enzimas para criar compostos terapêuticos mais valiosos.

A jornada para decodificar a "fábrica biológica" da natureza

Dr. Thu-Thuy Dang – Dang Thi Thu Thuy, é um ex-aluno de biotecnologia na Universidade de Ciências Naturais (Universidade de Ciências Naturais, Universidade Nacional do Vietnã, Cidade de Ho Chi Minh).

Ela fez mestrado e depois defendeu seu doutorado em biologia molecular/bioquímica na Universidade de Calgary (Alberta, Canadá) e concluiu um programa de pesquisa de pós-doutorado em Bioquímica no John Innes Centre (Reino Unido).

Relembrando a oportunidade de seguir carreira em pesquisa, ela disse que, desde a infância, estava familiarizada com a cultura do uso de ervas na medicina popular e teve contato precoce com a técnica de cultura de tecidos de plantas medicinais, ainda estudante. No entanto, a virada só veio quando ela estava na pós-graduação, quando conheceu um laboratório ao lado pesquisando a biossíntese de compostos naturais em plantas.

Foi então que ela percebeu que, além do conhecimento básico de fisiologia vegetal que havia aprendido, havia também um novo campo onde as pessoas estudavam como as plantas criam compostos valiosos.

A partir daí, ela decidiu prosseguir com a pesquisa para encontrar novos genes e enzimas envolvidas na biossíntese de alcaloides, um grupo de compostos com forte atividade biológica e potencial para aplicações farmacêuticas.

Há muitos anos, a Dra. Thuy se concentra em decifrar as vias biossintéticas de alcaloides em plantas, utilizando biologia molecular, análise de RNA-seq, dados genômicos e estruturas enzimáticas para entender como as plantas medicinais produzem compostos valiosos. Ela também é coautora de diversas patentes relacionadas à produção de compostos anticancerígenos a partir de plantas.

“Sempre me perguntei por que, com apenas água, luz e ar, as plantas conseguem criar compostos capazes de tratar doenças complexas como o câncer?”, compartilhou ela. Segundo ela, se cada molécula é uma casa, então as enzimas nas plantas são as construtoras habilidosas. O trabalho do pesquisador é entender o que cada uma dessas "construtoras" faz, e em que ordem, para que possam simular ou aprimorar o processo que a natureza criou.

Esse conhecimento é a base para que ela e seus colegas recriem o processo de criação de ingredientes ativos naturais em laboratório, ajudando a reduzir a exploração de plantas medicinais preciosas, limitar o uso de produtos químicos tóxicos e, ao mesmo tempo, abrir caminho para a criação de compostos semelhantes com atividade mais forte.

Na Universidade da Colúmbia Britânica (UBC) Okanagan, ela fundou o Laboratório de Pesquisa de Compostos Bioativos de Plantas (PlantBioCoRe), que combina bioquímica, química, bioinformática e genética molecular para entender os mecanismos que produzem compostos bioativos em ervas.

Sua equipe alcançou muitos resultados impressionantes, incluindo novos resultados sobre a via metabólica de substâncias anticancerígenas da Camptotheca acuminata. Essa descoberta ajuda a criar fármacos amigáveis, mais fáceis de aplicar clinicamente, publicados em periódicos internacionais e registrados para patentes.

Tendo a oportunidade de trocar conhecimento acadêmico com pesquisadores nacionais, como da Universidade de Farmácia de Hanói , da Universidade de Ciências Naturais, da VNU-HCM ou do Instituto de Ciências Tay Nguyen, ela percebeu que no Vietnã há muitos projetos de pesquisa valiosos sobre plantas medicinais.

"Espero contribuir com uma pequena parte para enriquecer o conhecimento e a aplicação dos recursos vegetais da minha terra natal", ela compartilhou.

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