Las plantas dedalera, que se encuentran en muchos jardines, son conocidas por las lluvias de flores en forma de campana que producen.
Pero las plantas que pertenecen a este género, Digitalis, también albergan un activo menos visible: las sustancias químicas llamadas glucósidos cardíacos, que se han registrado para tratar la insuficiencia cardíaca desde la década de 1780, dice el biólogo de la Universidad de Buffalo, Zhen Wang.
La investigación de Wang investiga cómo las dedales crean estos compuestos medicinales, con miras a mejorar el proceso. La agricultura de dedales requiere mucho tiempo y trabajo, y Wang espera cambiar eso.
Específicamente, su laboratorio está investigando los procesos químicos que usan las plantas para crear glucósidos cardíacos: qué pasos se toman, qué genes se activan y qué enzimas se implementan.
"La razón por la cual las plantas producen tantos productos naturales con propiedades medicinales es porque también están luchando contra las enfermedades", dice Wang, PhD, profesor asistente de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB. "Las plantas no son como los animalesNo pueden huir cuando se produce estrés, por lo que se las arreglan para convertirse en los químicos más extraordinarios del planeta ".
Sin embargo, "La forma en que las plantas sintetizan muchos productos naturales es desconocida", dice Wang. "Quiero entender cómo podemos aprovechar el poder de la naturaleza para hacer que el proceso de producción de compuestos medicinales sea más eficiente y sostenible.compuestos, pero lleva dos años hacerlo, y no los hacen en una cantidad muy grande. ¿Cómo podemos mejorar este proceso? "
Dos nuevos estudios iluminan compuestos químicos en dedalera
El equipo de Wang publicó recientemente un par de documentos que detallan las características de los glucósidos cardíacos en dos especies de dedalera: Digitalis purpurea, una flor púrpura vistosa que se encuentra en muchos jardines; y Digitalis lanata, que se cultiva con fines medicinales.
"Este tipo de estudio es importante porque primero tenemos que conocer la estructura precisa de los compuestos naturales antes de poder explorar sus efectos medicinales", dice Wang.
El primer documento, publicado en línea en enero en el Revista de cromatografía A , describe métodos para evaluar la masa y estructura exactas de los glucósidos cardíacos, y compara los compuestos encontrados en Digitalis purpurea y Digitalis lanata. El segundo estudio, publicado en línea en marzo en la revista Datos resumidos , se expande en el primero, proporcionando datos adicionales sobre las características de los glucósidos cardíacos en ambas especies.
"Cuando observamos los glucósidos cardíacos en cada uno de ellos, encontramos diferencias drásticas", dice Wang. "En la cepa industrial que se cultiva para la medicina, se ven cantidades mucho mayores de glucósidos cardíacos, con mucha más diversidad. Creoesto solo destaca la adaptación de las plantas y lo versátiles que son como químicos ".
Ambos estudios incluyeron contribuciones de investigadores del Departamento de Química de la UB.
Mejorando las habilidades naturales de la dedalera
Digitalis lanata se cultiva para la medicina porque produce un glucósido cardíaco llamado digoxina. Este compuesto es tóxico en grandes cantidades, pero se prescribe con moderación, en pequeñas dosis, para tratar la insuficiencia cardíaca y ciertas anormalidades del ritmo cardíaco.
Los métodos actuales para producir digoxina son engorrosos: debido a que cada planta de dedalera produce solo un poco de la sustancia química, los agricultores deben cultivar la cosecha en grandes cantidades, dice Wang. Eso consume muchas tierras agrícolas. El tiempo de espera también es largo.
"Lleva dos años, desde el momento en que planta la semilla hasta el momento en que las hojas están listas para la cosecha, y luego tiene que secarla en el silo", dice Wang. "Luego, la planta se aplasta en polvo,y el compuesto se extrae y purifica mediante procesos químicos ".
Si el equipo de Wang puede descubrir, paso a paso, cómo las dedales producen glucósidos cardíacos, los científicos podrían aprovechar esa información para explorar una variedad de mejoras.
Los biólogos podrían diseñar microbios de rápido crecimiento, como la levadura o cepas inofensivas de bacterias, para producir glucósidos cardíacos más rápidamente. Los científicos de plantas podrían diseñar genéticamente los dedales para producir mayores cantidades de digoxina, lo que aumentaría la eficiencia de las granjas y liberaría la tierrapara otros cultivos útiles.
Los químicos medicinales también podrían trabajar para desarrollar nuevos medicamentos que sean similares a la digoxina pero más seguros.
"Podemos aprender de la naturaleza", dice Wang. "Podemos estudiar todos los compuestos disponibles que se encuentran en las plantas y luego elaborar nuestro propio diseño de compuestos que sean más seguros y más efectivos. Por eso creo que esimportante no solo enfocarse en el fármaco actual digoxina, sino expandir nuestro enfoque a todos los compuestos de la misma clase, los glucósidos cardíacos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Charlotte Hsu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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