Le nuove fronterie per la sintesi della camptotecina

La camptotecina è un alcaloide chinolinico che deriva dalla corteccia della pianta Camptotheca acuminata. A tale molecole sono associate potenti attività inibitrici della topoisomerasi eucariotica I, per cui già da tempo i ricercatori hanno intrapreso gli studi biologici relativi a questa molecola ed hanno ottenuto soddisfacenti risultati in campo oncologico. Ad oggi, sono comprovate le grandi potenzialità della camptotecina come sostanza antitumorale e i componenti attivi responsabili di tale attività sono proprio gli alcaloidi a struttura pentaciclica insatura, ovvero gli alcaloidi indolici.

La camptotecina ha un meccanismo di azione unico tra gli agenti naturali ad azione antitumorale: la topoisomerasi I è un enzima che interviene in molti processi che coinvolgono il DNA quali ad esempio la sua replicazione, la trascrizione e la ricombinazione. Più nel dettaglio, la capacità di inibizione è data dalla formazione del complesso DNA-farmaco-topoisomerasi.

Un simile processo però non riguarda esclusivamente il blocco della proliferazione delle cellule tumorali, di fatto è stata dimostrata l’efficacia in vitro relativa all’inibizione della vitalità di Trypanosoma e di altri microorganismi responsabili della malaria. Superando i problemi che riguardano la bassa biodisponibilità di tale farmaco e la sua scarsa solubilità, progettando sintetici analoghi migliori, questa molecola sembra promettente nella cura dei tumori alla mammella, alle ovaie e allo stomaco.

La camptotecina viene prodotta da diverse specie vegetali appartenenti alle Asteridi, nonché da numerosi funghi endofitici associati a queste stesse piante. La novità che viene riportata in Phytomedicine nel 2017 è la capacità di produzione di camptotecina da parte di quattro endofiti batterici e viene anche messo in evidenza il possibile ruolo di un plasmide nella biosintesi di questo metabolita attivo.

I batteri responsabili isolati, nello specifico, appartengono alle specie Bacillus sp. (KP125955 e KP125956), Bacillus subtilis (KY741853) e Bacillus amyloliqufacens (KY741854). Utilizzando tecniche come le analisi ESI-MS/MS e NMR sono state messe a confronto le molecole prodotte da questi microrganismi con quelle prodotte in natura e l’identità della camptotecina è risultata simile. Di fatto, la camptotecina era risultata biologicamente attiva data la positività dei test di citotossicità relativi alla  linea cellulare del cancro al colon. Si tratta di un ottimo risultato in campo oncologico in quanto permette di ampliare la produzione di molecole associate all’attività antitumorale.

Per quanto riguarda il probabile ruolo di un plasmide nella produzione di camptotecina, isolando un plasmide dalla coltura dei batteri sopracitati è stata rilevata una variazione nella produzione di metabolita attivo per cui lo studio apre ulteriori orizzonti per svelare i meccanismi esatti che potrebbero essere coinvolti nel processo di sintesi batterio-associata.

 

Alice Marcantonio

Fonte: 

Soujanya, Mohana, Kumara, Ravikanth, Mulani, Uma Shaanker, “Camptothecin-producing endophytic bacteria: A possible role of a plasmid in the production of camptothecin”, Phytomedicine, dicembre 2017.


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