Descubren cómo las plantas producen un compuesto anticancerígeno raro

Investigadores de la Universidad de Columbia Británica Okanagan lograron descifrar cómo las plantas producen la mitrafilina, un compuesto natural raro que ha despertado interés por su potencial en la lucha contra el cáncer. Este descubrimiento se basa en la identificación de dos enzimas clave que moldean y transforman las moléculas en su forma final, resolviendo un enigma que había desconcertado a los científicos durante años.

La mitrafilina pertenece a una pequeña y singular familia de químicos vegetales conocidos como alcaloides spirooxindole. Estas moléculas se caracterizan por sus distintivas formas de anillo torcido, que les confieren potentes efectos biológicos, incluyendo actividad antiinflamatoria y antitumoral.

Durante años, los científicos habían reconocido el valor de estos compuestos, pero su comprensión sobre cómo las plantas los ensamblaban a nivel molecular era limitada. El avance se produjo en 2023, cuando un equipo de investigación liderado por la doctora Thu-Thuy Dang en la facultad de ciencias de la UBC Okanagan identificó la primera enzima vegetal conocida capaz de crear la forma espiral característica de estas moléculas.

Construyendo sobre ese descubrimiento, el estudiante de doctorado Tuan-Anh Nguyen lideró un nuevo trabajo que identificó dos enzimas clave involucradas en la producción de la mitrafilina: una enzima que organiza la molécula en la estructura tridimensional correcta y otra que la retuerce en su forma final. "Esto es similar a encontrar los eslabones perdidos en una línea de ensamblaje", comentó Dr. Dang, quien es presidente de investigación en biotecnología de productos naturales en UBC Okanagan. "Responde a una pregunta de larga data sobre cómo la naturaleza construye estas moléculas complejas y nos brinda una nueva forma de replicar ese proceso".

La dificultad para obtener la mitrafilina radica en que muchos compuestos naturales prometedores existen solo en cantidades extremadamente pequeñas dentro de las plantas, lo que los hace costosos o imprácticos de producir mediante métodos de laboratorio tradicionales. La mitrafilina es un ejemplo clave, ya que aparece solo en trazas en árboles tropicales como Mitragyna (kratom) y Uncaria (uña de gato), ambos pertenecientes a la familia de las plantas de café.

Al identificar las enzimas que construyen y moldean la mitrafilina, los científicos ahora cuentan con una guía clara para recrear este proceso de maneras más sostenibles y escalables. "Con este descubrimiento, tenemos un enfoque de química verde para acceder a compuestos con un enorme valor farmacéutico", afirmó Nguyen. "Esto es resultado del entorno de investigación de UBC Okanagan, donde estudiantes y profesores trabajan en estrecha colaboración para resolver problemas de alcance global".

El proyecto fue un esfuerzo colaborativo entre el laboratorio de Dr. Dang en UBC Okanagan y el equipo del Dr. Satya Nadakuduti en la Universidad de Florida. La financiación provino de varias fuentes, incluyendo el programa de colaboración internacional de la Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá, la Fundación Canadiense para la Innovación y el programa de becas de investigación en salud de Michael Smith Health Research BC. Además, se recibió apoyo del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.

"Estamos orgullosos de que este descubrimiento provenga de UBC Okanagan. Las plantas son fantásticos químicos naturales", concluyó Dr. Dang. "Nuestros próximos pasos se centrarán en adaptar sus herramientas moleculares para crear una gama más amplia de compuestos terapéuticos".