I fiori mortali offrono un progetto genetico per la produzione di composti medicinali difficili da sintetizzare

I ricercatori hanno scoperto un metodo innovativo per replicare in laboratorio potenti composti medicinali derivati da due piante altamente tossiche, il lupo e l'allodola. Questa scoperta, ottenuta attraverso sforzi di collaborazione tra scienziati della Michigan State University e dell'Accademia ceca delle scienze, segna un passo fondamentale verso lo sviluppo di agenti terapeutici più efficaci e di origine naturale.

Queste piante sono state storicamente utilizzate nella medicina tradizionale in tutte le culture per il trattamento di disturbi che vanno dal dolore e dalla malaria al cancro e al controllo dei parassiti. Ora, per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a ricreare gli intricati processi chimici che consentono a queste piante di produrre i loro potenti alcaloidi, offrendo un'alternativa sostenibile ai metodi sintetici che spesso si rivelano impegnativi e costosi.

Come co-primo autore dello studio, ha osservato che mentre queste piante sono state utilizzate medicinalmente per millenni, la comprensione dei loro meccanismi biochimici è rimasta sfuggente. MS Björn Hamberger, ricercatore leader del Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare della MSU e una figura chiave nello studio, ha evidenziato l'ingenuità evolutiva delle piante. Le piante sono i migliori chimici in circolazione, aggiornando il loro arsenale di composti naturali nel corso di milioni di anni per aiutarli a sopravvivere, ha affermato. Il suo team, parte del Hamberger Lab, si è concentrato su metaboliti specializzati, composti organici complessi prodotti dalle piante per la difesa o l'adattamento e su come potrebbero essere sfruttati a beneficio dell'uomo.

La ricerca ha inizialmente preso di mira la larchetta, in particolare la sua produzione di alcaloidi diterpenoidi, una classe di composti noti per la loro complessità e potenziale medico. Tuttavia, la sfida consisteva nel decifrare la vasta gamma di strutture chimiche e percorsi coinvolti. Gli alcaloidi diterpenoidi rappresentano una convergenza di due dei più antichi e più grandi gruppi di sostanze chimiche vegetali, rendendo la loro sintesi particolarmente difficile. Nonostante siano stati isolati quasi due secoli fa, composti come l'aconitina rimangono resistenti alla replicazione di successo in laboratorio. La svolta è arrivata attraverso una collaborazione inaspettata.

Durante una conferenza di ricerca a Barcellona, Hamberger ha incontrato gli scienziati del laboratorio di Tomáš Pluskal presso l'Accademia Ceca delle Scienze. Il Gruppo Pluskal aveva studiato composti simili in wolfsbane, un altro membro della stessa famiglia. Il loro interesse condiviso per gli alcaloidi diterpenoidi ha portato a uno sforzo congiunto che ha combinato le competenze di entrambe le istituzioni.

I ricercatori hanno esaminato più specie di larkspur e wolfsbane, analizzando i modelli di espressione genica per identificare quali geni erano attivi in specifici tessuti vegetali nelle fasi critiche della produzione dei composti. Questo approccio ha permesso loro di mappare i percorsi biochimici responsabili della generazione degli alcaloidi. Miller ha paragonato il processo a una linea di assemblaggio, dove ogni passo deve funzionare senza soluzione di continuità per la formazione del prodotto finale.

La capacità di sfruttare le capacità chimiche di queste piante potrebbe rivoluzionare lo sviluppo di farmaci, offrendo alternative più sicure e più sostenibili ai farmaci sintetici.