Ανακαλύψεις για την παραγωγή της αντικαρκινικής μιτραφιλλίνης από φυτά
Ερευνητές από το UBC Okanagan αποκάλυψαν τη διαδικασία με την οποία τα φυτά παράγουν τη μιτραφιλλίνη, ένα σπάνιο φυσικό συστατικό που ενδέχεται να συμβάλλει στην καταπολέμηση του καρκίνου. Η μιτραφιλλίνη ανήκει σε μια μικρή ομάδα φυτικών μορίων που ονομάζονται σπιροοξιντόλες αλκαλοειδή. Αυτές οι ενώσεις διαθέτουν ασυνήθιστες «στριφτές» δομές δακτυλίων και είναι γνωστές για τις ισχυρές επιδράσεις τους, όπως η καταπολέμηση όγκων και φλεγμονών.
Αν και οι σπιροοξιντόλες αλκαλοειδείς έχουν υποσχέσεις, οι μοριακοί μηχανισμοί που χρησιμοποιούν τα φυτά για να τις παραγάγουν παρέμεναν μυστήριο. Αυτό άλλαξε το 2023, όταν η ερευνητική ομάδα της Δρ. Θού Θούι Ντανγκ στο Τμήμα Επιστημών του Irving K. Barber ανακάλυψε το πρώτο φυτικό ένζυμο που μπορεί να στρίψει ένα μόριο στην σπιροειδή μορφή του. Βασισμένος σε αυτή την ανακάλυψη, ο διδακτορικός φοιτητής Τuan-Anh Nguyen ηγήθηκε της προσπάθειας να προσδιορίσει ένα ζευγάρι ενζύμων – το ένα που ρυθμίζει την τρισδιάστατη διάταξη των μορίων και το άλλο που τα στρίβει σε μιτραφιλλίνη.
Η σημασία της ανακάλυψης
«Αυτή είναι παρόμοια με την ανακάλυψη των χαμένων κρίκων σε μια γραμμή παραγωγής», δηλώνει η Δρ. Ντανγκ, Επικεφαλής Ερευνών στο UBC Okanagan στον τομέα της Βιοτεχνολογίας Φυσικών Προϊόντων. «Απαντά σε μια μακροχρόνια ερώτηση σχετικά με το πώς η φύση κατασκευάζει αυτές τις σύνθετες ενώσεις και μας δίνει έναν νέο τρόπο να αναπαράγουμε αυτή τη διαδικασία». Οι φυσικές ενώσεις συχνά βρίσκονται σε πολύ μικρές ποσότητες στα φυτά, καθιστώντας δύσκολη ή δαπανηρή την αναπαραγωγή τους στο εργαστήριο. Η μιτραφιλλίνη είναι ένα τέτοιο παράδειγμα: εμφανίζεται μόνο σε ίχνη σε τροπικά δέντρα όπως η Mitragyna (κράτον) και η Uncaria (νύχι της γάτας), μέλη της οικογένειας του καφέ.
Προοπτικές για το μέλλον
Με την αναγνώριση των ενζύμων που κατασκευάζουν και διαμορφώνουν τη μιτραφιλλίνη, οι ερευνητές έχουν πλέον έναν χάρτη πορείας για την παραγωγή της και σχετικών ενώσεων με βιώσιμους τρόπους. «Με αυτή την ανακάλυψη, έχουμε μια προσέγγιση πράσινης χημείας για την πρόσβαση σε ενώσεις με τεράστια φαρμακευτική αξία», λέει ο Nguyen. «Αυτό είναι αποτέλεσμα του ερευνητικού περιβάλλοντος του UBC Okanagan, όπου οι φοιτητές και το διδακτικό προσωπικό συνεργάζονται στενά για να επιλύσουν προβλήματα με παγκόσμια διάσταση». Ο Nguyen προσθέτει: «Η συμμετοχή μου στην ομάδα που αποκάλυψε τα ένζυμα πίσω από τις σπιροοξιντόλες αλκαλοειδείς ήταν καταπληκτική. Η καθοδήγηση και η υποστήριξη του UBC Okanagan το κατέστησαν δυνατό, και ανυπομονώ να συνεχίσω να εξελίσσομαι ως ερευνητής εδώ στον Καναδά». Το έργο είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ του εργαστηρίου της Δρ. Ντανγκ στο UBC Okanagan και της ομάδας του Δρ. Σάτυα Νατακουδούτι στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα. Η εργασία υποστηρίχθηκε από το πρόγραμμα Alliance International Collaboration του Συμβουλίου Φυσικών Επιστημών και Μηχανικών του Καναδά, το Canada Foundation for Innovation και το πρόγραμμα Michael Smith Health Research BC Scholar. Υποστήριξη προήλθε επίσης από το Υπουργείο Γεωργίας των Ηνωμένων Πολιτειών και το Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων και Γεωργίας.
«Είμαστε περήφανοι για αυτή την ανακάλυψη που προέρχεται από το UBC Okanagan. Τα φυτά είναι φανταστικοί φυσικοί χημικοί», λέει η Δρ. Ντανγκ. «Τα επόμενα βήματά μας θα επικεντρωθούν στην προσαρμογή των μοριακών εργαλείων τους για να δημιουργήσουμε μια ευρύτερη γκάμα θεραπευτικών ενώσεων».
