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artemisinina é um potente composto antimalárico
Artemisinina é um potente composto antimalárico produzido naturalmente
pelo arbusto chinês Artemisia annua , vulgarmente
conhecido como doce absinto. Atualmente, no entanto, a baixa quantidade de
artemisinina produzida nas folhas dessa planta não atende a demanda
global. Em um estudo publicado em 24 de abril na revista Molecular Plant , pesquisadores na China relatam um
sequenciamento do genoma de alta qualidade de A. annua e seu uso dessas informações juntamente com dados de expressão
gênica para engenheirar metabolicamente linhas de plantas que produzem altos
níveis de artemisinina. . O Dia Mundial da Malária é comemorado em 25 de
abril.
"Quase metade da população mundial está em risco de malária",
diz o autor sênior do estudo, Kexuan Tang, da Universidade Jiao Tong de
Xangai. "Nossa estratégia para a produção em larga escala de
artemisinina atenderá à crescente demanda por este composto medicinal e ajudará
a resolver esse problema de saúde global".
Segundo a Organização Mundial de Saúde, a malária afetou aproximadamente
216 milhões de pessoas em 91 países em 2016 e causou uma estimativa de 445.000
mortes em todo o mundo naquele ano. O Plasmodium
falciparum é o parasita da malária mais prevalente no continente africano e é
responsável pela maioria das mortes relacionadas com a malária a nível
global. O melhor tratamento disponível para a malária, particularmente
para os casos causados por P. falciparum , é a terapia
combinada à base de artemisinina. Além de sua atividade antimalárica, os
efeitos terapêuticos da artemisinina foram relatados para câncer, tuberculose e
diabetes. No entanto, o suprimento de artemisinina é limitado porque este
composto medicinal normalmente constitui apenas 0,1% a 1,0% do peso seco
das folhas de A. annua .
Para explorar completamente o potencial terapêutico deste composto, os
pesquisadores desenvolveram estratégias de engenharia metabólica destinadas a
melhorar a expressão dos genes da via biossintética da artemisinina. Esses
esforços não conseguiram gerar linhas de A. annua que produzissem altos níveis de artemisinina, principalmente
porque se concentravam em modificar a expressão do gene apenas a montante ou a
jusante da via biossintética da artemisinina. Um grande obstáculo para as
estratégias de engenharia metabólica tem sido a falta de sequências de genoma
de referência e informações limitadas sobre os genes envolvidos na regulação da
biossíntese de artemisinina.
Para resolver esse problema, Tang e seus colaboradores geraram uma
montagem de rascunho de alta qualidade do genoma de A. annua de 1,74 gigabase , que contém 63.226 genes codificadores de
proteínas, um dos maiores números entre as espécies de plantas
sequenciadas. Demorou vários anos para completar a sequência do genoma
devido ao seu grande tamanho e alta complexidade. O estudo acrescenta uma
riqueza de informações sobre Asteraceae, uma das maiores famílias de plantas,
consistindo em mais de 23.600 espécies de ervas, arbustos e árvores
distribuídas em todo o mundo, incluindo muitas com considerável importância
medicinal, ornamental e econômica.
"Um grande impedimento para a exploração dos recursos de Asteraceae
em ciências básicas e reprodutivas tem sido a ausência de sequencias genômicas
de referência; até o momento, apenas os genomas de girassol e crisântemo foram
liberados", disse Tang. "Os dados do genoma e do
transcriptoma da A. annuaque fornecemos aqui
serão um recurso valioso para a pesquisa biológica fundamental sobre a evolução
das plantas e outros tópicos, bem como os programas de melhoramento
aplicados."
De particular importância, a sequencia do genoma de A. annuaforneceu novos insights sobre toda a via metabólica envolvida na
biossíntese de artemisinina. A análise dos genes codificadores de
proteínas e os padrões de expressão gênica revelaram as sofisticadas redes
regulatórias subjacentes à biossíntese de artemisinina. Com base nos dados
genômicos e transcriptômicos, os pesquisadores identificaram novos genes
envolvidos na regulação da biossíntese de artemisinina. Ao aumentar
simultaneamente a atividade de três genes - HMGR, FPS e DBR2 - abrangendo toda
a via biossintética da artemisinina, os pesquisadores geraram linhas
de A. annua que
produziram altos níveis de artemisinina - 3,2% do peso seco das folhas.
Aproveitando essas descobertas, Tang e sua equipe enviaram amostras de
sementes ricas em artemisinina para Madagascar, o país africano que mais
cresce A. annua , para um
teste de campo. Eles também estão continuando a explorar formas de
melhorar a produção de artemisinina, com o objetivo de desenvolver linhas
de A. annua cujas folhas
contenham 5% de artemisinina.
"Esperamos que nossa pesquisa possa melhorar a oferta global de
artemisinina e diminuir o preço da fonte da planta", diz
Tang. "Não é caro gerar linhas de artemisinina de alto nível.
Propagamos centenas de linhas de produção de artemisinina por corte e seleção,
e ampliamos a produção dessas plantas. Esperamos que nossas linhas transgênicas
de alta artemisinina sejam cultivadas em grande escala a seguir."
ano."
Referência do Journal :
1.
Qian Shen, Lida Zhang, Zhihua Liao, Wang Shengyue, Tingxiang Yan, Shi
Pu, Meng Liu, Fu Xueqing, Qifang Pan, Yuliang Wang, Lv Zongyou, Xu Lu, Zhang
Fangyuan, Weimin Jiang, Yanan Ma, Chen Minghui, Xiaolong Hao Ling Li, Yueli
Tang, Gangue Lv, Yan Zhou, Sol Xiaofen, Peter E. Brodelius, Jocelyn KC Rose,
Kexuan Tang. O genoma da Artemisia annua fornece
informações sobre a evolução da família das asteráceas e da biossíntese de
artemisinina . Molecular Plant ,
2018;
