Cientistas criam planta de tabaco que produz cinco psicadélicos naturais

O que têm em comum as plantas, os sapos e os cogumelos? Todos conseguem produzir substâncias psicadélicas - e os seus poderes foram agora reunidos numa única planta, como uma versão mais alucinogénia do Captain Planet.

Numa estreia surpreendente, cientistas transferiram para uma planta de tabaco (Nicotiana benthamiana) os genes que estes organismos usam para fabricar cinco psicadélicos naturais. A planta passou, assim, a produzir os cinco compostos em simultâneo.

À medida que cresce o interesse pelos psicadélicos como possíveis tratamentos para doenças como a depressão, a ansiedade e a PSPT, este sistema recém-desenvolvido poderá dar aos cientistas uma nova forma de obter estes compostos para fins de investigação.

"[A nossa] estratégia estabeleceu um sistema vegetal heterólogo para a produção de cinco compostos proeminentes com valor terapêutico, dos seus derivados e de análogos vegetais não naturais, fornecendo um ponto de partida para a sua produção em plantas", escreve uma equipa liderada por investigadores do Instituto de Ciência Weizmann, em Israel.

Psicadélicos triptamínicos e saúde mental

Os psicadélicos triptamínicos constituem uma classe de compostos que engloba a psilocina, a psilocibina e vários compostos de dimetiltriptamina (DMT). A capacidade de fabricar estas substâncias surgiu em organismos muito distintos ao longo da árvore da vida, incluindo plantas, fungos e animais.

Vários estudos realizados nos últimos anos indicaram que os psicadélicos triptamínicos poderão ser um recurso ainda pouco explorado no tratamento de problemas de saúde mental.

Ainda assim, o avanço desta área continua condicionado, em parte, por restrições regulamentares, o que evidencia a necessidade de mais investigação e coloca desafios práticos aos cientistas.

"Tradicionalmente, o fornecimento de psicadélicos depende de produtores naturais, sobretudo plantas, fungos e o sapo do Deserto de Sonora", escrevem os investigadores.

"A recolha destes organismos pelos seus compostos psicoactivos levanta preocupações ecológicas e éticas, estando estes cada vez mais ameaçados pela perda de habitat e pela sobreexploração."

Uma fábrica de triptaminas em tabaco

Para enfrentar este problema, as cientistas de plantas Paula Berman e Janka Höfer, juntamente com a sua equipa, procuraram mapear e reconstruir as vias bioquímicas responsáveis por estes compostos.

Identificaram os genes essenciais que duas plantas - Psychotria viridis e Acacia acuminata - utilizam para produzir DMT, bem como as etapas químicas envolvidas na síntese desse composto.

Em seguida, combinaram-nos com genes e vias já conhecidos de cogumelos psicadélicos (Psilocybe cubensis) e do sapo-cururu (Rhinella marina). Acrescentaram enzimas de apoio provenientes do arroz e do agrião e introduziram geneticamente todo este conjunto de ferramentas nas plantas de tabaco (Nicotiana benthamiana).

O tabaco não foi seleccionado pela sua própria produção de drogas, mas por funcionar essencialmente como a cobaia das espécies vegetais, graças ao seu crescimento rápido.

Por fim, a equipa acompanhou atentamente a produção, pela planta, de cinco triptaminas psicadélicas: DMT, originalmente proveniente de plantas; psilocina e psilocibina, oriundas de cogumelos; e bufotenina e 5-MeO-DMT, provenientes de sapos.

As plantas de tabaco modificadas produziram os cinco compostos ao mesmo tempo. Como as diferentes vias de produção disputam os mesmos recursos, alguns compostos foram obtidos em quantidades inferiores às das fontes originais.

Ainda assim, a produção foi suficientemente elevada para indicar que, com alguns ajustes adicionais, o sistema poderia funcionar como uma fábrica biológica de triptaminas para investigadores.

Compostos modificados para aplicações terapêuticas

Berman, Höfer e a sua equipa foram ainda mais longe. Ao ajustarem as enzimas envolvidas na via de produção de triptaminas, os investigadores conseguiram criar versões modificadas dos compostos que não ocorrem naturalmente nas plantas e que também poderão ter valor terapêutico.

Com investigação adicional, o sistema poderá ser optimizado para responder às necessidades da investigação ou até ajudar a conceber novos compostos adaptados a aplicações terapêuticas específicas.

"A combinação de funções catalíticas de toda a árvore da vida, associada à engenharia metabólica orientada pelo desenho racional de proteínas de enzimas mutantes, permitiu uma produção in planta substancialmente mais eficiente dos componentes indoletilamínicos", escrevem os investigadores.

"Este trabalho estabelece uma plataforma versátil para a biossíntese e diversificação simultâneas de indoletilaminas psicoactivas, abrindo caminho à sua produção em plantas."

A investigação foi publicada na revista Science Advances.