Grupo de pesquisadores realiza sequenciamento pioneiro de organelas da jurema-preta
Resultados podem servir como ponto de partida para futuras aplicações em biotecnologia
“Ver Ipanema/Foi que nem beber jurema/Que cenário de cinema/Que poema à beira mar”. Estes versos da música A Violeira, mais uma das célebres parcerias entre Tom Jobim e Chico Buarque, mostram a penetração, na cultura brasileira, do uso ritual da bebida conhecida como jurema. Produzida a partir de uma planta do gênero Mimosa, a beberagem possui um efeito psicoativo e costuma ser empregada por diferentes cultos que combinam elementos afro-brasileiros e indígenas, principalmente na região Nordeste. E justamente o seu valor para a nossa cultura é um dos fatores que estão levando uma equipe de pesquisadores, que incluiu docentes da Unesp e de outras instituições, a buscarem sequenciar os genes da Jurema-Preta (Mimosa tenuiflora).
Até agora, o estudo resultou no sequenciamento de duas organelas, o cloroplasto e a mitocôndria, realizado no câmpus da Unesp, em Jaboticabal. Os resultados foram publicados na revista Functional & Integrative Genomics e fornecem as primeiras informações sobre a arquitetura genética da jurema-preta, contribuindo para futuras pesquisas nos campos da etnobotânica, genética vegetal e conservação. As poucas informações hoje disponíveis sobre a genética da planta estão concentradas principalmente em genomas de cloroplasto de outras espécies do gênero Mimosa.
Pesquisa psiquiátrica mira o DMT
Em geral, o consumo da jurema-preta em rituais se dá por meio de uma bebida produzida a partir da fervura da casca das raízes da planta, o vinho de Jurema. Durante o ritual, a ingestão do líquido pode provocar intensas alterações de consciência, em virtude da presença do composto psicodélico dimetiltriptamina, conhecido como DMT. Atualmente, existe um campo emergente nas ciências médicas mobilizando pesquisadores de todo o mundo para o estudo dessa substância aplicada ao tratamento de doenças psiquiátricas crônicas, como Alzheimer, demência, transtorno bipolar ou depressão, explorando em contextos experimentais, tanto compostos isolados quanto preparações associadas a usos tradicionais.
Neste novo campo de estudos, a biodiversidade brasileira desempenha um papel fundamental. Embora o DMT também seja sintetizado naturalmente pelo organismo humano, isso ocorre em concentrações muito baixas. Por outro lado, tanto a jurema-preta quanto a chacrona (Psychotria viridis), espécies brasileiras nativas da Caatinga e da Amazônia, respectivamente, são fontes abundantes deste composto.
As duas espécies estão no foco dos estudos desenvolvidos pelo grupo liderado pelo biólogo Alessandro de Mello Varani, professor do Departamento de Biotecnologia Agropecuária e Ambiental, que há mais de dez anos tem como uma das suas linhas de pesquisa o sequenciamento de espécies da biodiversidade brasileira.
No final de 2022, por meio de um auxílio regular da agência, o grupo havia publicado um artigo com o sequenciamento do cloroplasto e da mitocôndria da chacrona e do cipó mariri em parceria com o professor Francisco Prosdocimi, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). As duas plantas compõem os ingredientes básicos para a preparação do chá ayahuasca, componente central em rituais de comunidades tradicionais amazônicas e de grupos religiosos.
O sequenciamento das espécies que compõem o chá de ayahuasca acabou aproximando o grupo da Unesp do pesquisador Dráulio Araújo, físico vinculado ao Instituto do Cérebro, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Na instituição potiguar, Araújo desenvolve pesquisas focadas no tratamento terapêutico de casos graves de depressão por meio da administração do DMT extraído da jurema-preta em estado de vapor. “O grupo acabou se tornando um dos principais colaboradores neste trabalho, disponibilizando as amostras das plantas de jurema-preta que são usadas nos ensaios clínicos para o sequenciamento em nosso laboratório”, explica Varani.
Na chacrona, a maior parte do DMT é produzida nas folhas. Na jurema-preta, o caule e a raiz são as principais fontes. Ainda assim, segundo os pesquisadores de Jaboticabal, ainda há muito o que se esclarecer sobre a relação das plantas com o DMT.
Sabe-se, por exemplo, que na jurema-preta o DMT é derivado do aminoácido triptofano e que a via culmina na formação de DMT, mas ainda não existe certeza sobre qual é a rota dessa produção. “Nós não temos clareza, por exemplo, sobre quais enzimas agem na via metabólica da dimetiltriptamina produzida por essas espécies. Embora trabalhos recentes na literatura científica tenham avançado na elucidação e reconstrução da biossíntese do DMT em sistemas vegetais, ainda há lacunas importantes sobre como essa rota ocorre em espécies como a jurema-preta e a chacrona, e como o processo se diferencia entre essas duas plantas”, afirma Vitor Trinca, pós-doutorando com o apoio da Fapesp e um dos autores do artigo. “Talvez isso possa ser investigado futuramente a partir da ampliação dos recursos genômicos disponíveis para essas espécies”.
Atualmente, os pesquisadores oferecem líquidos e formulações inaláveis contendo DMT para conduzir seus estudos sobre o potencial uso da dessas substâncias em tratamentos psiquiátricos. Trinca diz que o entendimento do processo metabólico pode colaborar para que, no futuro, seja possível, por exemplo, isolar e produzir o DMT em laboratório em maior escala. A disponibilização da substância em caráter mais controlado poderia trazer ganhos para o campo de pesquisa com psicodélicos, e também para um eventual uso clínico. “Nunca vamos ter certeza da quantidade precisa de DMT que existe uma amostra de chá porque diversos fatores influenciam na concentração. Cada folha vai apresentar uma quantidade diferente da substância, por exemplo”, explica ele.
Síntese da insulina é precedente que inspira
Trinca usa como exemplo o processo desenvolvido para produzir a insulina, hormônio responsável pelo equilíbrio da glicose no sangue cuja administração é fundamental para alguns pacientes com diabetes.
A insulina era inicialmente extraída do pâncreas de bovinos ou suínos, o que demandava grande quantidade desses órgãos e resultava em produtos de menor pureza. Hoje, é produzida por meio de tecnologia de DNA recombinante. Por meio dessa técnica, o gene humano responsável pela produção do hormônio é inserido em bactérias tornando-as capazes de sintetizar a proteína. O resultado dessa metodologia é um produto de alta pureza e bastante compatível com o ser humano.
“Na teoria, esta técnica [da síntese por bactérias] parece simples e rápida. Na prática, desenvolvê-la envolve um processo que pode demandar décadas de pesquisas”, afirma Trinca. “No caso do DMT, o desafio é diferente: não se trata de produzir uma proteína a partir de um único gene, e sim compreender e reconstruir toda a rota metabólica formada por diferentes enzimas.”
As duas organelas da jurema-preta que são objeto do estudo publicado pelos pesquisadores de Jaboticabal, são dotadas de DNA próprio e estão diretamente ligadas à fotossíntese e à produção de energia para o metabolismo celular da planta. Trinca explica que o cloroplasto, por ser responsável por uma atividade essencial da planta – a fotossíntese – costuma registrar poucas mudanças em seu DNA ao longo das gerações, o que torna os dados obtidos a partir da organela importantes para estudos evolutivos e filogenéticos. “Em plantas, os genomas do cloroplasto tendem a apresentar organização estrutural relativamente conservada, enquanto os mitocondriais frequentemente exibem um maior dinamismo da sua estrutura”, diz Trinca.
Além da jurema-preta (Mimosa tenuiflora), apenas outras três espécies do gênero mimosa já tiveram suas organelas sequenciadas pela ciência: a Mimosa diplotricha, a Mimosa pigra e a Mimosa pudica, popularmente conhecida como dormideira, por sua característica de fechar as folhas após serem tocadas. Como era esperado, a comparação entre os sequenciamentos revelou uma alta similaridade entre os DNAs do cloroplasto das quatro espécies. Já o DNA mitocondrial revelou uma estrutura complexa, mas bastante variável quando comparada às outras espécies, obedecendo ao perfil dinâmico comum a essa organela.
Em geral, o sequenciamento do DNA da mitocôndria e do cloroplasto costuma ser a primeira etapa para o mapeamento completo do genoma. Ainda que a comparação com outras espécies do gênero não tenha revelado descobertas de impacto, o trabalho fornece ferramentas importantes para futuros estudos evolutivos e de conservação dessas plantas. Além disso, o trabalho amplia o conhecimento de uma espécie nativa e de grande importância cultural a partir de um olhar voltado para aplicação biotecnológica. Em um país com uma das maiores biodiversidades do planeta, esse é sempre um esforço relevante.
Matéria: Marcos do Amaral Jorge | Jornal da Unesp.