Muitos medicamentos comumente usados ainda são derivados de plantas. A escopolamina, usada para enjôos e para o tratamento de náuseas pós-cirúrgicas, é feita a partir de plantas da família dos nightshade. A digoxina, uma medicação para o coração, vem da planta das dedaleiras. A codeína e outros analgésicos opioides são derivados de papoulas de ópio.
Mas as plantas usadas para fazer medicamentos são às vezes ameaçadas ou caras. Uma fraca estação de crescimento ou instabilidade geopolítica na região onde uma planta é cultivada pode causar um declínio na oferta de medicamentos.
Agora, um cientista de Stanford descobriu como isolar a “fábrica” molecular dentro de uma planta ameaçada e montá-la dentro de outra planta mais amplamente disponível.
“Isso foi um desafio, porque as plantas são muito complicadas”, diz Elizabeth Satly, professora de engenharia química. “Eles são muito difíceis de trabalhar. Seus genomas são muito complicados ”.
Sately e sua equipe trabalharam com uma planta do Himalaia chamada mayapple, que produz precursores de uma droga quimioterápica comumente usada chamada etoposide. O etoposídeo é usado para tratar uma variedade de cânceres, incluindo linfoma, câncer de pulmão, câncer testicular e alguns tipos de leucemia e câncer cerebral. Está na lista de medicamentos essenciais da Organização Mundial da Saúde - drogas consideradas cruciais para o funcionamento do sistema médico. Mas o mayapple está crescendo lentamente e a oferta está em declínio há anos devido à alta demanda.
Percebeu que a linha de montagem química do mayapple é acionada em resposta a suas folhas serem feridas. Uma vez que esta lesão ocorre, a planta começa a produzir uma série de proteínas. Algumas dessas proteínas eventualmente produzem o precursor do etoposídeo. Mas a grande questão era quais proteínas? Havia mais de 30 presentes, mas nem todos estavam envolvidos em fazer o precursor.
"O que foi crucial aqui foi realmente restringir a nossa lista de candidatos", diz Satly.
Ela e sua equipe experimentaram várias combinações de proteínas até descobrirem quais 10 constituíam a linha de montagem. Então, eles colocaram os genes que fizeram essas 10 proteínas em uma planta diferente. A planta que escolheram foi Nicotiana benthamiana, um parente selvagem do tabaco, escolhida porque é amplamente disponível e fácil de cultivar em laboratório. A planta de Nicotiana começou a produzir o precursor do etoposídeo, assim como o mayapple. Sately e seu aluno de pós-graduação, Warren Lau, publicaram sua descoberta na revista Science .
"Esta é uma ótima prova de conceito", diz Sately.
Sately espera finalmente fazer micróbios, como levedura, produzir as mesmas moléculas, ignorando completamente as plantas. Se ela conseguir, ela se juntará a um número de cientistas que descobriram como transformar microorganismos em fábricas produtoras de drogas. Ainda nesta semana, cientistas alemães anunciaram que produziram levedura geneticamente modificada para produzir THC, o composto da maconha que produz o "alto" e pode ajudar a tratar os efeitos colaterais da quimioterapia e de outras doenças. No mês passado, pesquisadores de Stanford publicaram resultados mostrando como eles fizeram a levedura produzir hidrocodona, um analgésico opióide semelhante à morfina. O avanço tem potencial para tornar esses medicamentos mais baratos e acessíveis. Em 2013, engenheiros químicos em Berkeley persuadiram a levedura geneticamente modificada a produzir medicamentos antimaláricos.
Fazer drogas com levedura é ainda mais simples e mais barato do que usar plantas de laboratório comuns. Os suprimentos são incrivelmente baratos e fáceis de produzir, ocupam pouco espaço ou cuidados especiais e podem ser manipulados sem fim.
"A promessa do campo da biologia sintética é que você pode obter células para fazer ou fazer o que quiser", diz Satly.
Mas ainda há muito a aprender com as plantas e os produtos químicos que eles produzem. À medida que os caminhos de produção molecular das plantas se tornam mais bem compreendidos, os cientistas podem aprender a manipulá-los, produzindo potencialmente melhores drogas com menos efeitos colaterais.
"As plantas são algumas das melhores fábricas moleculares da natureza", diz Satly. "Temos muito a aprender sobre essas moléculas que são tão importantes para a saúde humana e também para a saúde das plantas".
