O que plantas, sapos e cogumelos têm em comum? Todos conseguem fabricar substâncias psicodélicas - e, agora, cientistas reuniram essas “habilidades” em um único vegetal, numa espécie de superplanta psicodélica.
Em um feito inédito, pesquisadores pegaram genes usados por esses organismos para produzir cinco psicodélicos naturais e os inseriram em uma planta de tabaco (Nicotiana benthamiana). O resultado foi um tabaco geneticamente modificado capaz de sintetizar, ao mesmo tempo, os cinco compostos.
Com o aumento do interesse em psicodélicos como possíveis tratamentos para condições como depressão, ansiedade e transtorno de estresse pós-traumático (TEPT), esse novo sistema pode abrir um caminho mais prático para gerar essas moléculas em laboratório e ampliar a pesquisa.
Segundo uma equipe liderada por cientistas do Instituto Weizmann de Ciências, em Israel, a estratégia cria um sistema vegetal heterólogo para produzir cinco compostos de alto valor terapêutico, além de derivados e análogos não naturais em plantas - um ponto de partida para viabilizar a produção dessas substâncias em organismos vegetais.
Psicodélicos triptamínicos: onde entram DMT, psilocina e psilocibina
Os psicodélicos triptamínicos formam uma classe que inclui a psilocina, a psilocibina e diversas moléculas do grupo da dimetiltriptamina (DMT). A capacidade de fabricar essas substâncias surgiu de forma independente em diferentes ramos da “árvore da vida”, aparecendo em plantas, fungos e animais.
Nos últimos anos, múltiplos estudos vêm sugerindo que os psicodélicos triptamínicos podem representar uma fonte ainda pouco explorada para o desenvolvimento de abordagens em saúde mental.
Mesmo assim, o avanço nessa área segue limitado, em parte por restrições regulatórias - o que reforça a necessidade de mais investigação científica e, ao mesmo tempo, cria obstáculos bem concretos para quem precisa obter os compostos para experimentos.
Tradicionalmente, o fornecimento de psicodélicos depende dos produtores naturais, sobretudo plantas, fungos e o sapo do Deserto de Sonora. O problema é que coletar esses organismos para extrair moléculas psicoativas levanta preocupações ecológicas e éticas, já que muitos deles sofrem com perda de habitat e exploração excessiva.
Nicotiana benthamiana e psicodélicos triptamínicos: um “chassi” vegetal para biossíntese
Para enfrentar esse gargalo, as cientistas Paula Berman e Janka Höfer, com seus colaboradores, decidiram mapear e reconstruir as rotas bioquímicas por trás desses compostos.
O grupo identificou genes essenciais usados por duas plantas - Psychotria viridis e Acacia acuminata - para sintetizar DMT, além de detalhar a sequência de etapas químicas envolvidas na produção dessa molécula.
Em seguida, eles combinaram esse conjunto com genes e vias metabólicas já descritos em cogumelos psicodélicos (Psilocybe cubensis) e no sapo-cururu (Rhinella marina). Para completar o “kit” biossintético, adicionaram enzimas auxiliares provenientes de arroz e agrião e então transferiram toda essa caixa de ferramentas genética para plantas de tabaco (Nicotiana benthamiana).
O tabaco não foi escolhido por produzir drogas naturalmente, mas por ser uma das espécies vegetais mais usadas como modelo experimental, graças ao crescimento rápido e à facilidade de manipulação em laboratório.
Cinco compostos, uma planta: produção simultânea e disputas metabólicas
Por fim, a equipe acompanhou cuidadosamente a fabricação de cinco triptaminas psicodélicas pela planta modificada:
- DMT (originalmente obtida de plantas);
- psilocina e psilocibina (associadas a cogumelos);
- bufotenina e 5-MeO-DMT (associadas a sapos).
As plantas de tabaco modificadas produziram os cinco compostos ao mesmo tempo. Como diferentes rotas biossintéticas competem pelos mesmos insumos celulares, algumas substâncias apareceram em concentrações menores do que aquelas observadas em seus organismos de origem.
Ainda assim, a produção foi suficiente para indicar que, com ajustes adicionais, a plataforma pode virar uma espécie de “fábrica biológica” de triptaminas para uso em pesquisa.
Além do natural: variantes inéditas e desenho de novas moléculas
O trabalho não parou na reprodução do que já existe na natureza. Ao alterar enzimas específicas do caminho metabólico das triptaminas, os pesquisadores também conseguiram gerar versões modificadas desses compostos - variantes que não ocorrem naturalmente em plantas e que podem, potencialmente, ter valor terapêutico.
Com estudos adicionais, o sistema pode ser refinado conforme necessidades de laboratório (por exemplo, priorizar um composto em detrimento de outro) e até servir como base para criar moléculas novas, desenhadas para aplicações terapêuticas mais específicas.
Ao combinar funções catalíticas de organismos muito distantes entre si, e ao aplicar engenharia metabólica orientada por desenho racional de proteínas (incluindo enzimas mutantes), a equipe relata ter aumentado de maneira importante a eficiência da produção, dentro da planta, de componentes do grupo das indolietilaminas.
Considerações de biossegurança e impacto ambiental
Uma vantagem de usar um sistema vegetal controlado é reduzir a pressão sobre espécies coletadas na natureza e minimizar impactos de extração. Ainda assim, qualquer plataforma baseada em plantas geneticamente modificadas exige protocolos rigorosos de biossegurança, contenção e rastreabilidade, especialmente quando o objetivo é produzir substâncias psicoativas.
O que essa plataforma pode destravar na prática
Se otimizada, essa abordagem pode tornar mais simples o acesso a padrões químicos e a bibliotecas de análogos, facilitando estudos de mecanismo de ação, testes de toxicologia e investigações sobre dose e metabolismo - etapas essenciais antes de qualquer aplicação clínica. Na prática, a plataforma pode ajudar a transformar uma cadeia de obtenção limitada e controversa em um processo experimental mais previsível e escalonável.
A pesquisa foi publicada na revista Avanços Científicos.
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