Duas flores mortais podem inspirar novos e poderosos medicamentos

Cientistas descobriram como duas plantas com flores notoriamente venenosas criam substâncias químicas com um surpreendente potencial medicinal.

Por Universidade Estadual de Michigan com informações de Science Daily.

Duas plantas capazes de causar danos aos nervos e paralisia em doses extremamente baixas também podem conter compostos com aplicações valiosas contra dor, malária, câncer e pragas agrícolas. Pesquisadores identificaram agora uma maneira de reproduzir parte dessa potente composição química em laboratório, abrindo caminho para tratamentos mais sustentáveis ​​baseados em produtos naturais.

O trabalho focou-se na acônito e na esporinha e reuniu cientistas da Universidade Estadual de Michigan e da Academia Tcheca de Ciências. As descobertas foram publicadas na revista Molecular Plant .

“Essas plantas têm sido usadas em diferentes formas de medicina em todo o mundo há milhares de anos”, disse Garret Miller, ex-aluno da MSU, co-autor principal do artigo e agora professor assistente de biotecnologia na Universidade de Michigan-Flint.

“Sabemos que eles interagem com nossos corpos de muitas maneiras, e entender como criá-los pode ajudar a fornecer caminhos totalmente novos para testes.”

A poderosa química das plantas venenosas

Apesar dos grandes avanços da ciência moderna, as plantas continuam incomparáveis ​​em sua capacidade de produzir substâncias químicas naturais complexas.

“As plantas são as melhores químicas que existem, aprimorando seu arsenal de compostos naturais ao longo de milhões de anos para ajudá-las a sobreviver”, disse Björn Hamberger, autor do estudo e professor titular da Cátedra James K. Billman no Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular da MSU.

“Os seres humanos encontraram inúmeras aplicações para essas moléculas no dia a dia”, acrescentou Lana Mutabdžija, estudante de pós-graduação da Academia Tcheca de Ciências e coautora principal do artigo mais recente.

“Entre elas, estão a cafeína, a capsaicina, o mentol e a vanilina, sem mencionar o fato de que muitos dos medicamentos que usamos hoje em dia vêm diretamente de plantas ou são inspirados na química das plantas.”

O Laboratório Hamberger da MSU estuda essas substâncias naturais, conhecidas como metabólitos especializados, e explora como elas podem ser utilizadas na prática.

Nos últimos anos, o grupo voltou sua atenção para a esporinha, também chamada de delfínio devido ao formato de suas flores, que lembram golfinhos. Os pesquisadores queriam determinar como a planta produz alcaloides diterpenoides, um grupo de substâncias químicas altamente tóxicas, mas que também podem ter propriedades medicinais úteis.

Um enigma químico de longa data

Desvendar esse processo representou um grande desafio.

Os alcaloides diterpenoides combinam características de dois dos grupos de substâncias químicas vegetais mais antigos e numerosos do planeta. Suas estruturas são tão complexas que os cientistas têm se esforçado por décadas para entender exatamente como as plantas os sintetizam.

A aconitina, um dos compostos mais conhecidos dessa família, foi isolada há quase 200 anos. Mesmo assim, os pesquisadores ainda não conseguiram sintetizá-la com sucesso em laboratório.

O projeto ganhou impulso por meio de uma parceria inesperada.

Numa conferência científica em Barcelona, ​​Hamberger conheceu pesquisadores do laboratório de Tomáš Pluskal na Academia Checa de Ciências. O Grupo Pluskal, incluindo Mutabdžija, estudava a mesma família complexa de alcaloides diterpenoides na acônito, uma planta notoriamente venenosa parente da esporinha, também conhecida como erva-de-lobo (Aconitum lycoctonum).

“Quando isso acontece, podemos seguir caminhos separados ou nos unir, e é a união que sempre leva à melhor ciência”, disse Hamberger.

Rastreando a linha de montagem química das fábricas

Após unirem forças, a equipe internacional se propôs a identificar a sequência precisa de etapas bioquímicas utilizadas pela acônito e pela esporinha para produzir alcaloides diterpenoides.

A busca assemelhava-se a uma caça ao tesouro molecular. Os pesquisadores examinaram diversas espécies de plantas e rastrearam milhares de genes, procurando aqueles que eram “ativados” nos tecidos certos, no momento certo.

“Você pode imaginar uma via biossintética quase como uma linha de montagem”, disse Miller, que obteve seu doutorado no Laboratório Hamberger. “Se você tem dez etapas em sequência necessárias para construir um produto final, e de repente uma delas para de funcionar, as próximas etapas não podem acontecer.”

As plantas geralmente produzem metabólitos especializados em quantidades muito pequenas e em ritmo lento. Identificar as vias bioquímicas por trás desses metabólitos é, portanto, essencial para a produção em larga escala desses compostos e sua aplicação a problemas do mundo real.

Uma vez que os pesquisadores desvendam uma via metabólica, eles podem transferir as instruções genéticas para a síntese de um composto para um hospedeiro geneticamente modificado, como uma levedura.

Essa forma de biohacking pode transformar o hospedeiro em um sistema de produção biológica, permitindo que ele fabrique quantidades maiores da substância química desejada para estudos e desenvolvimento posteriores.

“Em um cenário ideal, isso poderia eventualmente ajudar a criar novos medicamentos inspirados nesses produtos naturais”, disse Mutabdžija.

Plantas de tabaco se transformam em biofábricas vivas

Após identificar um conjunto promissor de genes da acônito e da esporinha, os pesquisadores transferiram essas instruções genéticas para plantas de tabaco. O tabaco serviu como uma fábrica viva conveniente para testar se os genes conseguiam reproduzir o processo químico das plantas.

A análise mostrou que as plantas de tabaco modificadas haviam reunido a via metabólica que a equipe buscava. Seis enzimas distintas atuavam em conjunto para produzir atisínio, um alcaloide diterpenoide.

As enzimas ajudaram a moldar a molécula em sua complexa estrutura final. Elas também possibilitaram a adição de uma fonte essencial de nitrogênio que os pesquisadores não esperavam.

Ao identificar as primeiras etapas bioquímicas necessárias para a produção do atisínio, a equipe obteve um importante ponto de partida para o estudo da família mais ampla dos alcaloides diterpenoides e suas propriedades medicinais potencialmente úteis.

“Nossa visão é fornecer ferramentas ecológicas e sustentáveis ​​que nos permitam aproveitar o poder natural dessas plantas”, disse Hamberger.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Michigan State University. Observação: o conteúdo pode ser editado para adequação ao estilo e tamanho.

Referência do periódico :
Garret P. Miller, Lana Mutabdžija-Nedelcheva, Trine B. Andersen, Imani Pascoe, Kathryn Van Winkle, Maryam Sabbaghan, Alexandre Bouillé, Tomáš Iliaš, Andrej Tekel, Tomáš Pluskal, Björn Hamberger. Characterization of the entry steps in diterpenoid alkaloid biosynthesis. Molecular Plant, 2026; DOI: 10.1016/j.molp.2026.05.022