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Muitos dos medicamentos que tratam dor ou combatem alguma doença foram, originalmente, identificados em plantas que hoje correm risco de extinção ou são difíceis de cultivar. Em alguns casos, essas espécies ainda são a fonte primária para a elaboração das drogas. Para continuar obtendo os princípios ativos sem ameaçar a biodiversidade, uma equipe de cientistas da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveu um método inusitado. Eles identificaram o sistema utilizado para a fabricação das substâncias e o enxertaram em outra espécie para que ela também as produzisse. A ideia é, futuramente, explorar essa tecnologia no trigo, um cereal que cresce abundantemente sob qualquer tipo de condição climática.

“As pessoas têm utilizado plantas para usar novos químicos e testado sua atividade há muito tempo”, diz Elizabeth Sattely, professora de engenharia química de Stanford e principal autora do estudo, publicado na revista Science. “O que nos surpreende é que, apesar de uma quantidade muito grande de produtos extraídos de plantas serem usados atualmente como medicamentos, ainda temos de cultivar a planta, isolar o composto e, só depois, transformá-lo em remédio”, observa.

Sattely focou a pesquisa em um importante agente quimioterápico, o etoposide, utilizado no mundo todo para inibir o crescimento de diversos tumores, como câncer de pulmão e leucemia. Apesar do amplo uso, o único método atual de sintetizar o composto é por meio de extratos da mayapple-himalaia, uma planta que demora para crescer e só existe naturalmente a 4 mil metros acima do nível do mar, na montanha asiática que dá nome ao vegetal.

No laboratório de engenharia química de Stanford, a pesquisadora usou uma nova técnica para identificar as proteínas que trabalham na “linha de montagem” da molécula utilizada na fabricação do medicamento. Depois, ela mostrou que essas mesmas proteínas podem produzir o composto fora da planta. Então, os cientistas transplantaram a “maquinária” para uma outra espécie vegetal, a folha de tabaco, de fácil cultivo. No futuro, o trigo poderá servir de base para os enxertos. “Tanto a planta quanto o trigo podem fornecer um ambiente controlado para a produção da droga. Esse trabalho poderá levar a novas formas de modificar padrões naturais de produção de substâncias usadas em medicamentos que são mais seguras ou efetivas que a fonte natural”, observa Sattely. “Uma grande promessa da biologia sintética é a capacidade de reproduzir sistemas naturais, mas, se não sabemos quais são as proteínas usadas, não podemos nem iniciar o empreendimento”, observa.

No caso da mayapple-himalaia, uma série de proteínas trabalham dentro das folhas para produzir uma defesa química contra predadores. Essa substância, após algumas poucas modificações em laboratório, torna-se o popular quimioterápico. De acordo com a cientista, tudo começa com uma molécula nada ameaçadora. Quando a mayapple sente que será atingida, ela começa a produzir proteínas que fornecem o composto. Uma a uma, elas adicionam um pouco de química aqui, outro ali, subtraem alguns elementos e, no fim, a substância inicialmente inofensiva torna-se uma espécie de veneno contra os insetos predadores.

O desafio era descobrir quais das muitas proteínas encontradas na folha da mayapple estavam envolvidas nesse padrão. Sattely começou com a constatação de que as “operárias” da linha de produção não se encontravam sempre na folhagem da planta. “É apenas quando a folha sofre um ferimento que a molécula é fabricada”, diz. E se a molécula só surge após um dano, as proteínas que a constroem provavelmente só apareceriam nessas situações. No fim, a cientista descobriu que, ao ser danificada, 31 novas proteínas surgem na folha. Depois de fazer combinações, Sattely chegou às 10 que, de fato, fazem parte da montagem molecular.

O objetivo da pesquisa não é apenas mover a maquinária molecular de uma planta para outra. Agora que a cientista provou que o processo de fabricação da substância funciona fora da espécie original, Sattely quer enxertar as proteínas no trigo, que pode ser cultivado em grandes quantidades no laboratório para conseguir uma fonte mais estável no processo de produção de medicamentos. De acordo com ela, produzir remédios no cereal também fornece alguma flexibilidade que não está presente quando se isola uma droga diretamente de plantas. “Nós só podemos usar o que a planta nos dá”, justifica.

Já no trigo, os cientistas podem modificar os genes para produzir proteínas com funções diversas. Com isso, seria possível melhorar a composição das drogas existentes. Sattely diz que o trabalho de Stanford é um bom exemplo de como a química pode ser aplicada aos problemas de saúde humano. Ela acredita que a técnica desenvolvida poderá ser usada em diversas outras plantas e medicamentos. “Meu interesse realmente é identificar novas moléculas e padrões de plantas que são importantes para a saúde humana”, diz.

“A elucidação do padrão metabólico utilizado para a fabricação do composto mostra que o campo da biologia sintética já chegou muito longe”, avaliou a química Sarah E. O’Connor, do Departmento de Química Biológica do Centro John Innes, que não participou do estudo. Em um artigo publicado na Science, ela observou que, no futuro, os laboratórios poderão fabricar medicamentos de forma mais segura e estável. “Não apenas drogas anticâncer, mas para qualquer outra doença”, escreveu.