Cientistas do Instituto de Pesquisa Scripps, em colaboração com a Merck, relataram recentemente um novo método simplificado para sintetizar a saxitoxina e seus análogos em laboratório. O estudo, que combina química sintética e enzimas de engenharia, reduziu as etapas de síntese da saxitoxina para menos de 10, superando as limitações dos métodos anteriores que exigiam de 11 a 21 etapas, abrindo caminho para pesquisas sobre novas terapias analgésicas baseadas no mecanismo de ação dessa molécula.
A saxitoxina é uma toxina natural que se acumula em moluscos e pode causar paralisia temporária ao bloquear os canais de sódio nas células nervosas. Seu mecanismo de ação é atraente para o desenvolvimento de anestésicos direcionados. No entanto, há muito tempo, a extração de fontes naturais ou a obtenção da molécula por síntese laboratorial apresentam dificuldades, limitando pesquisas mais aprofundadas.
A estratégia central adotada pela equipe de pesquisa incluiu dois métodos: acoplamento cruzado radical e biocatálise. O coautor sênior, professor Phil Baran do Instituto Scripps, afirmou: "No passado, os químicos só podiam usar métodos caros e demorados, produzindo quantidades mínimas de saxitoxina - mas agora, um estudante pode produzir um grama em uma semana no laboratório. Se uma pessoa consegue fazer isso, uma empresa farmacêutica com muitos químicos pode facilmente produzir quilos de saxitoxina."
O caminho sintético começa usando uma enzima fúngica modificada para produzir em grande quantidade o ingrediente inicial crucial, a hidroxiprolina, seguido por uma reação de acoplamento cruzado radical para conectar dois aminoácidos comuns. Essa estratégia não apenas encurta a rota sintética, reduzindo custos e tempo, mas também cria condições para construir novos análogos da saxitoxina com características melhoradas. A equipe também colaborou com a professora Marisa Roberto do Instituto Scripps, confirmando que as moléculas sintetizadas em laboratório bloqueiam efetivamente os canais de sódio dos neurônios e reduzem sua atividade elétrica, em conformidade com a função biológica esperada.
Este estudo, publicado na revista Nature, realizou pela primeira vez a síntese total do análogo natural "neosaxitoxina", que já havia sido explorado como um potencial anestésico local. O caminho sintético confiável em laboratório elimina a dependência de fontes naturais escassas, facilitando que mais pesquisadores explorem as aplicações terapêuticas da saxitoxina e seus análogos. O professor Baran observou que essa plataforma sintética também fornece uma abordagem geral para estudar outros produtos naturais estruturalmente complexos.
