Massa de levedura produzida por bioengenharia produz fitoterápicos

Os medicamentos fitoterápicos são difíceis de produzir em escala industrial. Uma equipa de bioengenheiros da Universidade de Kobe manipulou a maquinaria celular de uma espécie de levedura para que uma dessas moléculas possa agora ser produzida num fermentador em concentrações sem precedentes. A conquista também aponta o caminho para a produção microbiana de outros compostos derivados de plantas.

Os medicamentos fitoterápicos oferecem muitos efeitos benéficos à saúde, mas muitas vezes são inadequados para produção em massa. Um exemplo é a artepillina C, que possui ação antimicrobiana, antiinflamatória, antioxidante e anticancerígena, mas só está disponível como produto de cultura apícola.

O bioengenheiro da Universidade de Kobe, Hasunuma Tomohisa, afirma: “Para obter um fornecimento de alto rendimento e baixo custo, é desejável produzi-lo em microrganismos bioengenhados que podem ser cultivados em fermentadores”. Isso, no entanto, traz seus próprios desafios técnicos.

Para começar, é preciso identificar a enzima, a máquina molecular, que a planta utiliza para fabricar um produto específico.

“A enzima vegetal que é basic para a produção de artepillina C só foi descoberta recentemente por Yazaki Kazufumi, na Universidade de Kyoto. Ele nos perguntou se poderíamos usá-la para produzir o composto em microrganismos devido à nossa experiência com produção microbiana”, diz Hasunuma.

A equipe tentou então introduzir o gene que codifica a enzima na levedura Komagataella phaffii, que, comparada à levedura de cerveja, é mais capaz de produzir componentes para essa classe de produtos químicos, pode ser cultivada em densidades celulares mais altas e não produz álcool. , que limita crescimento celular.

No diário Biologia Sintética ACSeles relatam que sua levedura produzida pela bioengenharia produziu 10 vezes mais artepillina C do que poderia ser alcançado antes. Eles conseguiram esse feito ajustando cuidadosamente as principais etapas ao longo da linha de produção molecular da artepillina C.

Hasunuma acrescenta: “Outro aspecto interessante é que a artepillina C não é excretada facilmente no meio de crescimento e tende a se acumular dentro da célula. Foi, portanto, necessário cultivar o células de levedura em nossos fermentadores a altas densidades, o que conseguimos removendo algumas das mutações introduzidas por razões técnicas, mas que impedem o crescimento denso do organismo.”

O bioengenheiro da Universidade de Kobe já tem ideias sobre como melhorar ainda mais a produção. Uma abordagem será aumentar ainda mais a eficiência do processo closing e crítico químico passo modificando a enzima responsável ou aumentando o conjunto de produtos químicos precursores. Outra abordagem pode ser encontrar uma forma de transportar a artepilina C para fora da célula.

“Se pudermos modificar um transportador, um estrutura molecular que transporta produtos químicos para dentro e para fora das células, de modo que exporte o produto para o meio enquanto mantém os precursores na célula, poderíamos alcançar rendimentos ainda mais elevados”, diz Hasunuma.

As implicações deste estudo, no entanto, vão além da produção deste composto específico.

Hasunuma explica: “Uma vez que existem milhares de compostos com uma estrutura química muito semelhante naturalmente, existe a possibilidade muito actual de que o conhecimento obtido com a produção de artepillina C possa ser aplicado à produção microbiana de outros compostos derivados de plantas”.