Cercetătorii de la Universitatea din British Columbia (UBC) Okanagan, Canada, au anunțat recent descoperirea mecanismului vegetal care creează mitrafilina, un compus natural rar cu puternice proprietăți anticancerigene și antiinflamatorii.
Lucrarea este rezultatul unei colaborări între echipa Dr. Thu-Thuy Dang de la UBC Okanagan și echipa Dr. Satya Nadakuduti de la Universitatea din Florida (SUA), cu sprijinul Consiliului Canadian pentru Cercetare în Științe Naturale și Inginerie (NSERC), al Fundației Canadiene pentru Inovație (CFI), al Programului BC Michael Smith Health Scholars și al Institutului Național pentru Alimentație și Agricultură (USDA NIFA) din cadrul Departamentului Agriculturii din SUA.
Găsirea „verigii lipsă” din lanțul natural de compuși vindecători
Mitrafilina aparține grupului de alcaloizi spirooxindolici, un grup de molecule cu o structură „răsucită” specială și efecte biologice puternice. Deși cunoscut de mult timp, procesul de formare a acestui tip de compus în natură a rămas un mister până când grupul Dr. Thu-Thuy Dang, șeful Grupului de Cercetare în Biotehnologia Produselor Naturale de la UBC Okanagan, a identificat prima enzimă capabilă să „răsucească” molecule pentru a crea o structură spiro în 2023.
În urma acestui rezultat, doctoranda Tuan Anh Nguyen a condus următoarea fază și a descoperit două enzime cheie care lucrează împreună în sinteza mitrafilinei, o enzimă determină structura tridimensională, cealaltă enzimă finalizează etapa finală de răsucire pentru a crea molecula completă.
„Această descoperire este ca și cum ai găsi veriga lipsă într-o linie de asamblare. Ajută la explicarea modului în care natura creează aceste molecule complexe și deschide calea pentru imitarea acestui proces în laborator”, a declarat Dr. Dang.
Mitrafilina există doar în cantități infime în anumite plante tropicale din familia cafelei, cum ar fi Mitragyna (kratom) și Uncaria (gheara pisicii), ceea ce face ca extracția sau sinteza la scară largă să fie anterior extrem de dificilă și costisitoare. Identificarea a două enzime cheie a deschis calea pentru o producție mai eficientă și mai ecologică a compusului natural.
Potrivit doctorandei Tuan-Anh Nguyen, acesta este un pas important către chimia verde, care ajută la crearea de compuși farmaceutici valoroși folosind metode biologice în locul chimiei grele. Acest succes reflectă, de asemenea, mediul de cercetare deschis și colaborativ dintre studenți și cadrele didactice de la UBC Okanagan pentru a rezolva problemele globale.
Exprimându-și mândria față de această descoperire, o dovadă că plantele sunt geniile chimiștilor naturii, Dr. Dang a spus că următorul pas este ca ea și echipa sa de cercetare să găsească modalități de a aplica aceste enzime pentru a crea compuși terapeutici mai valoroși.
Călătoria pentru a descifra „fabrica biologică” a naturii
Dr. Thu-Thuy Dang – Dang Thi Thu Thuy este o fostă studentă la biotehnologie la Universitatea de Științe Naturale (Universitatea de Științe Naturale, Universitatea Națională din Vietnam, Ho Chi Minh City).
A studiat pentru un master și apoi și-a susținut doctoratul în biologie moleculară/biochimie la Universitatea din Calgary (Alberta, Canada) și a finalizat un program de cercetare postdoctorală în biochimie la Centrul John Innes (Marea Britanie).
Amintindu-și de oportunitatea de a urma o carieră în cercetare, ea a spus că încă din copilărie a fost familiarizată cu cultura utilizării plantelor medicinale ca medicină populară și a fost expusă de timpuriu la tehnica culturii de țesuturi din plante medicinale încă din perioada în care era încă studentă. Cu toate acestea, punctul de cotitură a venit abia la facultatea de masterat, când a văzut întâmplător un laborator alăturat care cerceta biosinteza compușilor naturali din plante.
Atunci și-a dat seama că, pe lângă cunoștințele de bază despre fiziologia plantelor pe care le dobândise, exista și un nou domeniu în care oamenii studiau modul în care plantele creează compuși valoroși.
De acolo, ea a decis să continue cercetările pentru a găsi noi gene și enzime implicate în biosinteza alcaloizilor, un grup de compuși cu activitate biologică puternică și potențial pentru aplicații farmaceutice.
Timp de mulți ani, Dr. Thuy s-a concentrat pe descifrarea căilor biosintetice ale alcaloizilor la plante, utilizând biologia moleculară, analiza ARN-seq, datele genomice și structurile enzimatice pentru a înțelege modul în care plantele medicinale produc compuși valoroși. De asemenea, este coautoarea mai multor brevete legate de producerea de compuși anticancerigeni din plante.
„Întotdeauna m-am întrebat de ce, doar cu apă, lumină și aer, plantele pot crea compuși care pot trata boli complexe precum cancerul?”, a spus ea. Potrivit ei, dacă fiecare moleculă este o casă, atunci enzimele din plante sunt constructorii pricepuți. Sarcina cercetătorului este să înțeleagă ce face fiecare dintre acești „constructori”, în ce ordine, astfel încât să poată simula sau îmbunătăți procesul creat de natură.
Aceste cunoștințe stau la baza faptului că ea și colegii ei pot recrea procesul de creare a ingredientelor active naturale în laborator, contribuind la reducerea exploatării plantelor medicinale prețioase, la limitarea utilizării substanțelor chimice toxice și, în același timp, deschizând calea pentru crearea de compuși similari cu o activitate mai puternică.
La Universitatea din Columbia Britanică (UBC) Okanagan, a fondat Laboratorul de Cercetare a Compușilor Bioactivi din Plante (PlantBioCoRe), care combină biochimia, chimia, bioinformatica și genetica moleculară pentru a înțelege mecanismele care produc compuși bioactivi în plante medicinale.
Echipa sa a obținut numeroase rezultate impresionante, inclusiv noi rezultate privind calea metabolică a substanțelor anticancerigene din Camptotheca acuminata. Această descoperire ajută la crearea de produse farmaceutice prietenoase, mai ușor de aplicat clinic, publicate în reviste internaționale și înregistrate pentru brevete.
Având oportunitatea de a face schimb de cunoștințe academice cu cercetători locali, cum ar fi cei de la Universitatea de Farmacie din Hanoi , Universitatea de Științe Naturale, VNU-HCM sau Institutul de Științe Tay Nguyen, și-a dat seama că în Vietnam există multe proiecte de cercetare valoroase privind plantele medicinale.
„Sper să contribui cu o mică parte la îmbogățirea cunoștințelor și a aplicării resurselor vegetale din patria mea”, a spus ea.
Sursă: https://khoahocdoisong.vn/nha-khoa-hoc-goc-viet-giai-ma-bi-an-cach-cay-co-tao-hop-chat-chong-ung-thu-post2149060401.html
Comentariu (0)