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¿Ingeniería metabólica de cannabinoids - estamos allí todavía?

A medida que las reglas legales sobre el uso del cáñamo continúan llegar a ser más clementes en todo el mundo, los investigadores han hecho cada vez más interesados en el establecimiento de las técnicas que cubrirán la demanda creciente para cosechar esta instalación.

La instalación sativa del cáñamo L. es bien sabido para sus composiciones terpénicas del alquilresorcinol, que son más conocidas como los cannabinoids. Hasta la fecha, sobre 120 diversos cannabinoids se han aislado, especialmente cuyo incluya el tetrahydrocannabinol (THC) y el cannabidiol (CBD).

A pesar del gran número de cannabinoids presentes en la instalación del cáñamo, sigue siendo un comprensión limitador en el camino biosintético de estas composiciones fuera de sus composiciones más abundantes.

Con este fin, los phytocannabinoids mayores de THC y de CBD se han mostrado para originar de una condensación inicial del ácido olivetolic (OA) y del gernaylpyrophosphate (GPP) para rendir el ácido cannabigerolic (CBGA). La enzima responsable de esta reacción es un prenyltransferase aromático conocido como pirofosfato geranyl: geranyltransferase del olivetolate (CONSEGUIDO).

CBGA da lugar a dos diversas oxidasis del dinucleótido de la adenina (FAD) del flavin incluyendo el synthase ácido tetrahydrocannabinolic (THCA) y el synthase ácido cannabidiolic (CBDA)), que ambos permiten para la producción de THCA y de CBDA, respectivamente.

La ingeniería metabólica de cannabinoids permitiría diversas deformaciones con las dosis únicas, personalizadas de THCA y CBD.hanohiki | Shutterstock

In vitro cultivo del cáñamo

Los diversos efectos farmacológicos asociados a los cannabinoids presentes dentro de la instalación del cáñamo, determinado del THC y del CBD, han llevado a investigadores a hacer cada vez más interesados en producir estos productos para los propósitos comerciales.

THC, por ejemplo, se asocia a causar ciertas actividades de la analgesia, antiespásticas y psicoactivas debido a su capacidad de apuntar el receptor CB1 situado en el sistema nervioso central. CBD es también bien sabido para sus propiedades antiinflamatorias y antiepilépticas.

Con estos efectos terapéuticos prometedores en la mente, combinada con el conocimiento que se ha recolectado en cómo los cannabinoids son sintetizados naturalmente por la instalación del cáñamo, las diversas estrategias se han hecho hacia lograr la ingeniería metabólica de cannabinoids.

Mientras que el cultivo in vitro del cáñamo no ha producido cantidades importantes del producto como resultado de una falta presumida de compartimentación que es requerida típicamente por los cannabinoids, el uso de los pastoris de Pichia de producir synthase de THCA ha mostrado resultados más prometedores. Cuando está aplicada en un reactor sin células de la fase del dos-líquido, la instalación de los pastoris de Pichia ha exhibido una síntesis creciente de THCA.

¿La ingeniería metabólica llegará a ser nunca comercialmente viable?

A pesar de la gran cantidad de investigación que se ha realizado en la investigación de la biosíntesis y de la ingeniería metabólica potencial de cannabinoids, no hay técnica actual capaz de lograr las mismas cantidades del rendimiento que los cáñamos nativos instalan especies.

Los investigadores en esta área están esperanzados que la clemencia creciente en leyes del cáñamo en todo el mundo permitirá una mayor cantidad de investigación genomic y del metabolomics que se realizará en la instalación del cáñamo. La comunidad científica está esperanzada que la aclaración futura de los caminos biosintéticos completos de cannabinoids ascenderá el descubrimiento de las composiciones nuevas para los diversos propósitos médicos.  

Journal reference:

Scossa, F., Benina, M., Alseekh, S., Zhang, Y., & Fernie, A. R. (2018). The Integration of Metabolomics and Next-Generation Sequencing Data to Elucidate the Pathways of Natural Product Metabolism in Medicinal Plants. Planta Medica. DOI: 10.1055/a-6030-1899.

Benedette Cuffari

Written by

Benedette Cuffari

After completing her Bachelor of Science in Toxicology with two minors in Spanish and Chemistry in 2016, Benedette continued her studies to complete her Master of Science in Toxicology in May of 2018. During graduate school, Benedette investigated the dermatotoxicity of mechlorethamine and bendamustine, which are two nitrogen mustard alkylating agents that are currently used in anticancer therapy.

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