Cientistas exploram o potencial terapêutico de vegetais modificados com betalaína para conferir propriedades anti-inflamatórias – ScienceDaily

As betalaínas são uma classe de pigmentos vegetais responsáveis ​​pela característica cor vermelha-violeta (betacianina) ou amarela (betaxantina) de certas frutas e vegetais. Esses pigmentos naturais, solúveis em água e contendo nitrogênio são comumente usados ​​como corantes alimentícios. Recentemente, resultados de pesquisas trouxeram à tona o forte potencial antioxidante das betalaínas, tornando-as potenciais candidatas para produzir alimentos saudáveis ​​e combater várias doenças. Atualmente, as betalaínas são produzidas apenas em plantas da ordem Caryophyllales e fungos superiores. Assim, a engenharia metabólica tem sido explorada para modificar geneticamente plantas não cultiváveis.Caryophyllales plantas, para aumentar a produção e escalabilidade desses pigmentos.

Embora as plantas transgênicas acumuladoras de betalaína tenham sido desenvolvidas ao longo dos anos, suas aplicações na produção de recursos alimentares para a saúde ainda precisam ser exploradas.

Para resolver essa lacuna, uma equipe de pesquisa colaborativa da Tokyo University of Science (TUS) e do Iwate Biotechnology Research Center, Japão, liderada pelo professor Gen-ichiro Arimura da TUS, tentou modificar geneticamente plantas de batata e tomate para produzir betacianina. Seu objetivo era testar a eficácia terapêutica de tomates e batatas produtores de betacianina contra modelos murinos de colite e macrófagos indutores de inflamação. Suas descobertas foram publicadas em Biotecnologia e Bioengenharia em 26 de janeiro de 2023. Discutindo os resultados deste estudo, o Prof. Arimura diz: “Projetamos com sucesso tubérculos de batata e frutos de tomate para co-expressar os genes da biossíntese de betacianina [genes for CYP76AD1 from Beta vulgaris, DOD (DOPA 4,5-dioxygenase) and 5GT (cyclo-DOPA 5-O-glucosyltransferase) from Mirabilis jalapa] sob o controle de promotores adequados. Isso aumentou o acúmulo endógeno de betanina e isobetanina – dois tipos comuns de betacianina – nesses vegetais transgênicos. O acúmulo desses pigmentos fez com que aparecessem na cor vermelha escura após a maturação, em comparação com suas contrapartes do tipo selvagem.”

Como os macrófagos desempenham um papel importante em várias doenças inflamatórias, a equipe testou ainda mais a eficácia terapêutica desses vegetais transgênicos em células semelhantes a macrófagos (RAW264.7), após estimulação da resposta imune por lipopolissacarídeos (LPS). Eles observaram que os extratos do fruto do tomate transgênico exerciam maior atividade anti-inflamatória em comparação com suas contrapartes do tipo selvagem. Isso foi atribuído a uma diminuição na transcrição estimulada por LPS do gene da citocina pró-inflamatóriaa Tnf-? gene, dentro de células transgênicas.

“Estas descobertas estão de acordo com os efeitos anti-inflamatórios do tomate transgênico que observamos nos intestinos de modelos murinos com colite induzida por sulfato de dextrano sódico (DSS). a supressão da transcrição estimulada por DSS de genes pró-inflamatórios – genes para Tnf-?, Il6 e Cox-2“, acrescenta o Prof. Arimura, ao discutir os resultados derivados de outro experimento em camundongos. Além disso, a ação aditiva e sinérgica da betacianina com componentes naturais da fruta (como o licopeno no tomate) aumentou ainda mais a melhora da colite em modelos murinos. Curiosamente , enquanto efeitos antiinflamatórios significativos foram observados com extratos de tomate transgênico em diluições de 100-1000 vezes, esse não foi o caso com batatas transgênicas, apesar da produção substancial de betanina e isobetanina. A razão para isso é especulada para ser a presença de substâncias desconhecidas antagonistas em batatas transgênicas que atuam contra a função anti-inflamatória da betacianina, mas ainda não foi confirmado.

“Constatou-se que os tomates geneticamente modificados para produzir betacianinas têm efeitos substanciais na promoção da saúde. Embora existam fontes vegetais naturais de betalaínas, como a beterraba, esses pigmentos demonstram baixa estabilidade em altas temperaturas e pH extremo. Isso indica que linhas de tomate transgênico produtoras de betacianina são mais prováveis para serem eficazes como alimentos saudáveis ​​quando ingeridos em estado bruto”, resume o Prof. Arimura.

Quais são as possíveis aplicações dessas descobertas? Ele acrescenta ainda: “Embora não haja cultivo comercial de culturas geneticamente modificadas comestíveis no Japão, esperamos que suas aplicações como alimentos saudáveis ​​por meio da produção em fábricas de plantas fechadas e outras instalações levem ao uso generalizado de plantas recombinantes no Japão”.

Estamos confiantes de que a engenharia de betalaína logo se tornará um caminho promissor para melhorar a produção comercial de alimentos saudáveis, que aumentam o suprimento de alimentos e, ao mesmo tempo, conferem benefícios à saúde de seus consumidores.

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