Questa piccola pianta in fiore ospita un imprevedibile impianto di lavorazione chimica.
La pervinca del Madagascar, o pervinca rosata, è una piacevole piccola pianta che adorna molti giardini.
Ma c’è di più in questo angiosperma di quanto non sembri – in effetti, è un salvavita.
Per decenni, gli scienziati hanno estratto con entusiasmo una sostanza chimica chiamata vinblastina dalle foglie.
In Canada, negli anni ’50, gli scienziati hanno scoperto che la vinblastina è un farmaco antitumorale estremamente utile .
Impedisce alle cellule di entrare nella mitosi, interrompendo in tal modo la divisione cellulare, ed è stata utilizzata contro il cancro alla vescica, ai testicoli, ai polmoni, alle ovaie e al seno .
L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) lo elenca come una medicina essenziale, classificandola come una delle “medicine più efficaci, sicure ed economiche per condizioni prioritarie”.
Il problema con la vinblastina
Un problema significativo ha rovinato l’utilità di vinblastina: è molto difficile e inefficiente da estrarre. Nonostante i progressi tecnologici che hanno contribuito a semplificare la procedura, rimane lento e costoso. Attualmente sono necessari circa 500 chilogrammi di foglie secche per produrre solo 1 grammo di vinblastina.
A causa dell’enorme quantità di legwork necessario per produrre il farmaco, gli scienziati hanno svolto una missione di 60 anni per capire come la pianta produce questa sostanza chimica.
Se riescono a capire il processo naturale, si spera, possono imitarlo in laboratorio e progettare modi per produrre vinblastina in modo più efficiente e, cosa più importante, a un costo inferiore.
Negli ultimi 15 anni, i ricercatori del laboratorio del Prof. Sarah O’Connor presso il John Innes Center di Norfolk, nel Regno Unito, hanno cercato di svelare la genetica della pervinca del Madagascar.
Infine, il Dr. Lorenzo Caputi e il suo team – in collaborazione con gli scienziati del gruppo Courdavault con sede a Tours, in Francia – hanno descritto l’ultimo pezzo del puzzle.
Utilizzando tecniche di sequenziamento del genoma state-of-the-art, hanno bloccato i geni mancanti nel percorso di produzione di vinblastina.
“Lavinblastina è uno dei prodotti naturali culturalmente più attivi dal punto di vista strutturale nelle piante, motivo per cui così tante persone negli ultimi 60 anni hanno cercato di arrivare dove siamo arrivati in questo studio. Non posso credere che siamo finalmente qui “.
Prof. Sarah O’Connor
I 31 passi per vinblastine
Come sottolineano gli autori dello studio, le loro scoperte sono basate su anni di lavoro svolti in un certo numero di laboratori in tutto il mondo. È stato davvero uno sforzo comune.
Il loro recente articolo, intitolato “Mancanti enzimi nella biosintesi della vinilastina antitumorale in pervinca del Madagascar”, è pubblicato sulla rivista Science . Nell’articolo, i ricercatori identificano anche gli enzimi coinvolti nelle fasi finali della sintesi di vinblastina: catharantina e tabersonina.
Usando la tecnologia moderna, la chimica tradizionale e la letteratura scritta negli anni ’60 e ’70, hanno messo insieme i passaggi chimici coinvolti nella conversione della molecola precursore in vinblastina – in totale scaglionando 31 gradini. La pervinca rosata è davvero una pianta impressionante.
Gli enzimi che hanno identificato possono essere accoppiati usando tecniche di biologia sintetica già in uso, creando una scorciatoia molto necessaria per produrre vinblastina.
Ci sono buone ragioni per essere entusiasti di questi risultati. Il prof. O’Connor afferma: “Con questa informazione, possiamo ora provare ad aumentare la quantità di vinblastina prodotta nella pianta o inserendo geni sintetici in ospiti come lievito o piante”.
Prevedono che entro i prossimi 12-18 mesi, il loro laboratorio, o un concorrente, dovrebbe essere in grado di creare piccole quantità di vinblastina o suoi precursori vindolina e catharantina.
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