Cientistas modificaram a sequência genética da planta Artemisia annua, que geralmente faz apenas pequenas quantidades da droga em suas folhas, para que ela produza altos níveis de uma droga importante para a malária, potencialmente ajudando a atender a grande demanda global.
A equipe identificou genes envolvidos na produção de artemisinina, alterando sua atividade para produzir três vezes mais do que as plantas “normais”.
A produção de base vegetal da droga, por vezes, não consegue atender a demanda.
Os arbustos não produzem o suficiente do produto químico em suas folhas.
"Quase metade da população mundial está em risco de malária", disse o co-autor 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".
A equipe produziu um esboço de alta qualidade do genoma da planta Artemisia annua e usou essas informações, juntamente com dados sobre como os genes são expressos, para projetar plantas que produziam altos níveis de artemisinina.
A Organização Mundial da Saúde (OMS) diz que a malária afetou cerca de 216 milhões de pessoas em 91 países em 2016 e causou uma estimativa de 445.000 mortes em todo o mundo naquele ano.
" Artemisia annua continua a ser a única fonte do tratamento recomendado pela Organização Mundial da Saúde para a malária, que continua a ser uma doença devastadora no mundo em desenvolvimento", disse o professor Ian Graham, da Universidade de York, que não esteve envolvido no estudo.
Teste de campo
O genoma de A. annua contém 63.226 genes codificadores de proteínas, um dos maiores números entre as espécies de plantas conhecidas. A equipe demorou vários anos para completar a sequência, devido ao seu tamanho e complexidade.
Esforços anteriores para aumentar o rendimento de artemisinina foram dificultados pela ausência de um genoma de referência e pela informação limitada sobre os genes envolvidos na regulação da síntese do fármaco.
Mas ao aumentar simultaneamente a atividade de três genes - HMGR, FPS e DBR2 - os pesquisadores geraram linhas de A. annua que produziram altos níveis de artemisinina - cerca de 3,2% do peso seco das folhas.
O composto normalmente perfaz apenas 0,1% -1,0% do peso seco das folhas de A. annua não modificadas .O parasita da malária é transmitido por mosquitos sugadores de sangue
Comentando sobre o estudo, o Prof Graham disse à BBC News: “Esta é uma grande conquista, construindo como nas tentativas anteriores de reprodução molecular e engenharia genética.
"Antes que o trabalho possa ter um impacto na produção comercial, serão necessários testes de campo extensivos para demonstrar que as plantas projetadas atuam no campo, assim como fizeram em condições experimentais".
De fato, o Dr. 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. Os pesquisadores também estão continuando a explorar formas de melhorar a produção de artemisinina, com o objetivo de desenvolver versões 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", disse Tang.
“Não é caro gerar linhas de artemisinina de alto nível. Temos propagado centenas de linhas de produção de artemisinina através de corte e seleção, e ampliamos a produção dessas plantas.
"Esperamos que as nossas linhas transgênicas de alta artemisinina sejam cultivadas em larga escala no próximo ano."
Mas o arbusto engenheirado ainda teria que limpar o obstáculo da aprovação. Ian Graham disse: “Mais importante ainda, a comercialização também exigirá a aprovação da GM antes da liberação de plantas projetadas para serem cultivadas ao ar livre na China ou em qualquer outro lugar do mundo.
“De acordo com o Serviço Internacional de Aquisição de Aplicações Agro-Biotecnológicas , atualmente não há GM A. annua aprovado em nenhum lugar do mundo, e este será um desafio interessante para obter aprovação, particularmente na China, onde a cultura A. annua é cultivada. e onde a planta é um exemplo de alto perfil da Medicina Tradicional Chinesa. ”
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