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Taxus

Árvore que produz composto anticancerígeno raro está perto da extinção

Na China, árvore que produz composto anticancerígeno raro está perto da extinção

Cientistas Chineses, decifram a árvore que produz composto anticancerígeno via biossintética, um medicamento anticâncer de ocorrência natural, e o reproduziram pela primeira vez no tabaco.

O Paclitaxel, comercializado sob o nome de marca Taxol, teve sua descoberta realizada pela primeira vez no Pacífico em 1962, na árvore que produz um composto anticâncer chamado “teixo”. Ele é um medicamento anticancerígeno aprovado pela FDA, usado no tratamento de câncer de mama, ovário e pulmão. O medicamento perturba a divisão das células cancerosas e, consequentemente, bloqueia a progressão do ciclo celular.

Apesar do sucesso do paclitaxel em aplicações clínicas, é extremamente difícil de obter. Ele constitui apenas cerca de 0,004% da casca da árvore.

Quantidade necessária da árvore

Para tratar um paciente com câncer de ovário, por exemplo, são necessárias de três a doze árvores de teixo com mais de cem anos. Esse processo resulta no abate de inúmeras árvores, destacando a significativa demanda e impacto ambiental associados à obtenção desse recurso para fins medicinais. Agravando a escassez, está que as árvores de teixo crescem lentamente. Na China, onde a árvore está à beira da extinção, ela recebe classificação como uma espécie rara e protegida de primeiro nível, estando em pé de igualdade com o panda-gigante.

A eficácia e raridade da árvore levaram a extensas pesquisas sobre métodos de produção alternativos e sustentáveis, incluindo a semissíntese a partir de intermediários e o cultivo de culturas de células vegetais que poderiam reduzir a necessidade de derrubar árvores de teixo. A estrutura química do paclitaxel é extremamente complexa. Existe falta de conhecimento sobre os genes envolvidos em vários passos da biossíntese do paclitaxel, o que dificulta ter um conhecimento abrangente no assunto.

Algumas soluções estão sendo analisadas, graças às descobertas de dois professores chineses. Yan Jianbin, do Instituto de Genômica Agrícola em Shenzhen, Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, e Lei Xiaoguang, da Faculdade de Química e Engenharia Molecular da Universidade de Pequim, sugeriram uma nova compreensão da via de síntese do paclitaxel.

Revista Científica Science

Os pesquisadores conseguiram constituir artificialmente uma via biossintética para o precursor-chave do paclitaxel no tabaco. A revista científica Science publicou suas descobertas na quinta-feira. “As etapas da reação (para produzir paclitaxel) podem ser divididas em três processos críticos, incluindo a formação de um esqueleto, a biossíntese de intermediários altamente funcionalizados chamados baccatin III com base no esqueleto e a ligação de uma cadeia lateral”, disse Yan no artigo.


Primeiro tratamento no quarto nivel de câncer Reprodução/ South China Morning Post/ YouTube

A etapa final pode ser a mais elusiva.

Indubitavelmente, a equipe encontrou uma lógica química distintiva na formação de uma estrutura central chamada “anel oxetano” e provou que o processo poderia ser realizado em uma planta de tabaco.

A biossíntese do baccatin III geralmente requer pelo menos 13 enzimas. No entanto, após os pesquisadores introduzirem duas enzimas-chave, conseguiram reduzir o número de enzimas necessárias para a biossíntese para nove.

O que tornou as duas enzimas-chave especiais é sua versatilidade e uma qualidade chamada promiscuidade funcional, significando que uma única enzima pode catalisar várias reações ao mesmo tempo.

Yan e sua equipe investigaram mais a fundo, tentando determinar se esses nove genes formavam a via crítica que cria o baccatin III.

Cientistas apresentam alguns resultados

“Tentamos expressar ambos os novos genes com outros conhecidos envolvidos para determinar se podemos reconstruir artificialmente a via de biossíntese no tabaco”, disse Yan no artigo.

“Os resultados mostram que o baccatin III mal podia ser detectado quando qualquer um dos nove genes estava ausente. O resultado indica que os nove genes constituem a via central na biossíntese do baccatin III. Algumas enzimas que antes se pensava serem importantes podem ser desnecessárias”, acrescentou. A pesquisa oferece um caminho para superar um obstáculo persistente na biossíntese do precursor do paclitaxel. De acordo com os pesquisadores, esse caminho poderia ser introduzido no tabaco por meio de engenharia genética, oferecendo assim uma oportunidade para a produção futura desse importante composto

Yan afirmou que o trabalho futuro deles se concentrará em esclarecer a ordem catalítica específica e a versatilidade das nove enzimas que identificaram. Além disso, eles buscarão determinar a taxa que influencia as etapas críticas para a otimização da engenharia metabólica.

O desafio final para os pesquisadores é alcançar a fabricação em lote do paclitaxel. “Com mais esforço de um amplo campo de cientistas, incluindo químicos de produtos naturais, fisiologistas vegetais e biólogos sintéticos, podemos alcançar a fabricação verde e eficiente do paclitaxel por meio da biologia sintética no futuro“, concluiu Yan no artigo.

Foto destaque: Taxus, árvore que produz um composto anticancerigeno. Reprodução/ My Bonsai/ Blog

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