Biosíntesis completa de los cannabinoides y sus análogos no naturales en la levadura

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Biología sintética
• Química medicinal

Sus antecedentes:

• El cannabis sativa L. tiene una larga historia de uso medicinal, con cannabinoides que muestran potencial terapéutico.
• Los desafíos en la investigación de cannabinoides incluyen restricciones legales, baja abundancia natural y síntesis compleja.
• Existen medicamentos cannabinoides aprobados, pero se necesita una gama más amplia de compuestos para un mayor estudio.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método sostenible y escalable para producir los principales cannabinoides y sus análogos.
• Para superar las limitaciones de la extracción tradicional de cannabinoides y la síntesis química.
• Para crear una plataforma para descubrir nuevas terapias basadas en cannabinoides.

Principales métodos:

• Saccharomyces cerevisiae (levadura) diseñado para biosintetizar los cannabinoides de la galactosa.
• Se ha optimizado la vía del mevalonato para un alto flujo de pirofosfato de geranilo.
• Se introdujo una vía heteróloga de hexanoil-CoA y genes derivados del cannabis para la biosíntesis de cannabinoides.
• Utilizó la promiscuidad genética y la alimentación con ácidos grasos para generar análogos de cannabinoides.
• Producción biológica integrada con química sintética para una mayor diversidad química.

Principales resultados:

• Se ha logrado la biosíntesis completa de los principales cannabinoides: ácido cannabigerolico, ácido Δ9-tetrahidrocannabinolico, ácido cannabidiolico, ácido Δ9-tetrahidrocannabivarínico y ácido cannabidivárico.
• Produjo con éxito análogos de cannabinoides mediante la modificación de precursores de ácidos grasos.
• Demostró el potencial para crear nuevas estructuras de cannabinoides a través de un enfoque biosintético y sintético combinado.

Conclusiones:

• Desarrolló una plataforma basada en levadura para la producción eficiente y versátil de cannabinoides.
• Este sistema facilita el estudio de los cannabinoides naturales y no naturales para posibles aplicaciones médicas.
• La plataforma ofrece una solución escalable para el descubrimiento y desarrollo de fármacos en el campo de los cannabinoides.