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Actividad antitumores cada vez mayor de la composición extraída de una instalación del Amazonas

Los investigadores en el Brasil han preparado las formas modificadas de los alcaloides producidos por el guianensis de Uncaria, natural arbolado de la vid a la selva tropical del Amazonas.

El guianensis del U. es una planta medicinal conocida común como gancho del gato. Las versiones naturales de alcaloides son ampliamente utilizadas combate tumores y la inflamación, y pueden ayudar a modular el sistema inmune. Los científicos intentaron diseñar terapéutico substancias químicas más potentes.

El estudio fue soportado por el asiento de investigación de São Paulo - FAPESP y conducto por los investigadores afiliados con la universidad de Ribeirão Preto (UNAERP) y la universidad federal de São Carlos (UFSCar), ambos en el estado de São Paulo. Los resultados se publican en partes científicos.

Los alcaloides, que son composiciones orgánicas producidas por las plantas o los microorganismos, se han utilizado de largo en remedio. Un ejemplo es la morfina, que se extrae de la amapola de opio (Papaver - somniferum).

Los estudios recientes han mostrado que las modificaciones de menor importancia en la estructura química de ciertos alcaloides pueden aumentar sus efectos terapéuticos. Fluorovinblastine, por ejemplo, resulta de la adición del flúor a la estructura química del vinblastine, un alcaloide natural producido por el bígaro atractivo (roseus del Catharanthus).

Los investigadores de los E.E.U.U. han demostrado que la actividad antitumores del fluorovinblastine es 30 veces más potente que la de la composición natural.

Cuando comparamos la estructura del vinblastine y de los alcaloides del guianensis del U., encontramos caminos biosintéticos altamente similares. Una de las modificaciones que hicimos era por lo tanto similar: substituimos un átomo del flúor para un hidrógeno en el anillo aromático [una pequeña parte de la estructura de la molécula].”

Adriana Aparecida corre a medio galope, profesor en la unidad de la biotecnología de UNAERP y el primer autor del artículo

El resultado de esta pequeña modificación era un nuevo alcaloide llamado el fluoro-isomitraphylline 6, que tiene tres hidrógenos aromáticos y un flúor en vez de los hidrógenos aromáticos del alcaloide natural cuatro. Los investigadores también produjeron un análogo llamado 7 metílicos-isomitraphylline substituyendo a un grupo metílico para un hidrógeno aromático.

La investigación fue soportada por FAPESP vía un investigador joven Grant y una beca de investigación regular bajo los investigadores de São Paulo en programa de la colaboración internacional.

Un proyecto que continúa la investigación acaba de seleccionarse en un lamamiento para las ofertas publicadas en común por FAPESP; el Consejo Nacional de las dependencias de la financiación estatal (CONFAP); el Consejo Nacional para el revelado científico y tecnológico (CNPq, una dependencia del gobierno brasileño); y el Consejo de Investigación europeo (ERC).

El nuevo proyecto conducto en colaboración con Sarah O'Connor, director del Max Planck Institute para la ecología química en Alemania.

Instalaciones del laboratorio

Las modificaciones fueron hechas a los alcaloides usando caminos metabólicos de los guianensis del U. los propios. Plantlets (plántulas) no más que 15 cm altos fue crecido en el laboratorio e introducido con agua y los alimentos. Los precursores de los alcaloides naturales con pequeñas modificaciones a sus estructuras fueron agregados a este ambiente líquido.

“Este protocolo se llama biosíntesis precursor-dirigida,” los medios galopes explicados. “La síntesis es hecha por la instalación. Proveo de ella un intermedio dominante análogo [precursor], que se captura y se inserta en su ruta metabólica, formando un nuevo alcaloide. Ésta es “química verde”, libera totalmente de disolventes o de reactivos, y de aplicaciones un sistema in vitro del plantlet.”

Las instalaciones fueron crecidas por 30 días y después extraídas. Los extractos fueron sujetados a diversos tipos de cromatografía líquida y de espectrometría de masa para determinar las substancias presentes en el extracto basado en sus iones correspondientes. Después de esta caracterización, los procesos (cromatográficos) químicos fueron utilizados para aislar los análogos del alcaloide.

Los dos análogos nuevos del alcaloide modificados con flúor y grupos metílicos eran analizados por espectroscopia de resonancia magnética (NMR) nuclear para confirmar su estructura química.

Usando este método, aproximadamente un a dos miligramos de los nuevos alcaloides fueron obtenidos. Los pasos siguientes exigirán el aumentar del rendimiento. Para hacer así pues, será necesario imponer silencio a la producción de los alcaloides naturales por la instalación, como los investigadores quisieran que la instalación produjera solamente la versión fluorada en su laboratorio.

“Tendremos que imponer silencio a la enzima TDC, que está presente en el metabolismo de la instalación y convierte el triptófano del aminoácido en la triptamina. La instalación dejará de producir la triptamina natural y producirá solamente la versión modificada, los” medios galopes dijeron.

Las personas cuentan con la eficacia terapéutica de las composiciones nuevas obtenidas de guianensis del U. usando biosíntesis precursor-dirigida para ser más potentes que ésas producidas naturalmente por la instalación.

Source:
Journal reference:

Lopes, A.A, et al. (2019) Unnatural spirocyclic oxindole alkaloids biosynthesis in Uncaria guianensis. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-019-47706-3.