“As enzimas codificadas por estes dois genes escaparam aos bioquímicos vegetais durante meio século”, diz Peter Facchini, professor do Departamento de Ciências Biológicas, que dedicou a sua carreira ao estudo das propriedades únicas da papoila opiácea. “Ao encontrar não só as enzimas, mas também os genes, demos um grande passo em frente”. É equivalente em encontrar um gene envolvido em câncer ou outras doenças genéticas”
Os resultados dos pesquisadores são publicados em Nature Chemical Biology.
Codeine é de longe o opiáceo mais usado no mundo e um dos analgésicos mais comumente usados. A codeína pode ser extraída diretamente da planta, a maioria da codeína é sintetizada a partir da morfina muito mais abundante encontrada na papoila opiácea. A codeína é convertida por uma enzima no fígado em morfina, que é o analgésico activo e um composto natural nos humanos. Os canadenses gastam mais de 100 milhões de dólares por ano em produtos farmacêuticos que contêm codeína e estão entre os maiores consumidores mundiais da droga per capita. Apesar disso, o Canadá importa todos os seus opiáceos de outros países.
“Com esta descoberta, podemos potencialmente criar plantas que irão parar a produção de codeína. Também estamos trabalhando para a síntese de codeína e outras drogas opiáceas de forma mais eficiente e econômica em instalações de bioprocessamento controlado”, diz Facchini. “Nossa descoberta agora torna possível o uso de microorganismos para produzir medicamentos opiáceos e outros fármacos importantes”. Um dos próximos passos para a equipe de pesquisa é usar o gene codeína para produzir medicamentos em leveduras ou bactérias.
Jillian Hagel, uma cientista pós-doutorada no laboratório de Facchini, foi designada a tarefa de encontrar esses genes-chave como parte de sua pesquisa de doutorado. Ela conseguiu usar técnicas genômicas de ponta que a ajudaram a classificar até 23.000 genes diferentes e finalmente encontrar um gene chamado codeine O-dementhylase (CODM) que produz a enzima que converte codeína em morfina.
“Foi um dia excitante”, diz Hagel sobre seu momento de descoberta. “Encontramos as peças que faltavam para entender como a papoila opiácea produz morfina.
Facchini acrescenta: “A evolução destes dois genes numa única espécie de planta teve um impacto tão grande na humanidade nos últimos milhares de anos. A nossa descoberta permite que este poder genético único seja aproveitado de muitas formas importantes”