Descifran un raro compuesto vegetal con potencial anticancerígeno

Investigadores de la Universidad de Columbia Británica Okanagan descubrieron el proceso mediante el cual las plantas producen la mitrafilina, un raro compuesto natural que ha despertado interés por sus posibles propiedades anticancerígenas.

La mitrafilina pertenece a una clase única de compuestos vegetales conocidos como alcaloides spirooxindoles. Estas moléculas se caracterizan por sus inusuales estructuras de anillos retorcidos y sus potentes efectos biológicos, que incluyen actividad antiinflamatoria y antitumoral.

A pesar de que los científicos han estudiado estos compuestos durante años, los pasos moleculares exactos que utilizan las plantas para producirlos habían permanecido desconocidos.

Un avance en la química vegetal

Este misterio comenzó a desvelarse en 2023, cuando el equipo de la doctora Thu-Thuy Dang en la Facultad de Ciencias Irving K. Barber de la UBC Okanagan identificó la primera enzima vegetal conocida capaz de retorcer una molécula en la distintiva forma spiro.

Basándose en ese hallazgo anterior, el estudiante de doctorado Tuan-Anh Nguyen lideró una nueva investigación que descubrió dos enzimas críticas involucradas en la producción de la mitrafilina. Una enzima organiza la molécula en la estructura tridimensional correcta, mientras que la segunda la transforma en mitrafilina.

"Esto es similar a encontrar los eslabones perdidos en una línea de ensamblaje", comentó la doctora Dang, quien ocupa la Cátedra de Investigación Principal 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 da una nueva forma de replicar ese proceso."

La importancia de la mitrafilina

Muchos compuestos naturales prometedores se encuentran solo en pequeñas cantidades dentro de las plantas, lo que dificulta y encarece su recreación en laboratorios. La mitrafilina es una de esas sustancias raras. Solo existe en cantidades traza en árboles tropicales como Mitragyna (kratom) y Uncaria (uña de gato), ambos miembros de la familia del café.

Ahora que los investigadores han identificado las enzimas responsables de dar forma y ensamblar la mitrafilina, tienen un camino más claro hacia la producción del compuesto y moléculas relacionadas de manera más sostenible.

"Con este descubrimiento, tenemos un enfoque de química verde para acceder a compuestos con un enorme valor farmacéutico", expresó Nguyen. "Esto es resultado del entorno de investigación de UBC Okanagan, donde estudiantes y profesores trabajan estrechamente para resolver problemas de alcance global."

Colaboración internacional en la investigación

El proyecto reunió el laboratorio de la doctora Dang en UBC Okanagan y el grupo de investigación del doctor Satya Nadakuduti en la Universidad de Florida.

El financiamiento para este trabajo provino del programa de Colaboración Internacional de la Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá, de la Fundación Canadiense para la Innovación, y del programa de Becarios de Investigación de Salud Michael Smith de BC. Se brindó apoyo adicional por parte del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura.

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

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