Novas pesquisas mostram que a psilocibina – o composto psicoativo que coloca a magia nos cogumelos mágicos – pode ser produzida por bactérias de bioengenharia, destacando uma nova maneira potencial de produzir em massa o valorizado produto químico.
Pela primeira vez, os cientistas demonstraram a possibilidade de persuadir um hospedeiro procariótico, a bactéria Escherichia coli, a produzir psilocibina. Para fazer isso, uma equipe da Universidade de Miami, em Ohio, empregou uma técnica conhecida como engenharia metabólica, na qual as células biológicas são modificadas e cultivadas para produzir um produto químico específico de interesse. As novas descobertas foram publicadas na Metabolic Engineering.
A psilocibina, além de seus atributos recreativos, mostrou seu potencial como uma droga para o tratamento de várias condições psicológicas, incluindo ansiedade, dependência, depressão e PTSD (Transtorno de estresse pós-traumático). Atualmente, estão sendo realizados vários ensaios clínicos nos Estados Unidos para testar a eficácia desse produto químico no tratamento dessas condições, incluindo um estudo em fase 2 para transtorno depressivo mais grave.
Produzir psilocibina de grau médico, no entanto, não é fácil e nem barato. A produção em massa de psilocibina pelo cultivo de cogumelos mágicos, como as culturas de Psilocybe cubensis ou Psilocybe semilanceata, envolve “tempo e grandes extensões de terra”, enquanto a produção de produtos químicos sintéticos permanece proibida, segundo um comunicado da Universidade de Miami. De fato, uma pesquisa do início deste ano estimou um custo de US$ 2 por miligrama para a psilocibina de grau farmacêutico (um estudo de 2011 para tratar a ansiedade com psilocibina usou doses únicas que variaram de 10 a 30 mg, para se ter uma ideia dos volumes necessários).
Para encontrar uma solução alternativa, Andrew Jones, professor assistente no departamento de engenharia química, de papel e biomédica da Universidade de Miami, embarcou em um projeto de 18 meses para ver se ele e seus alunos poderiam fazer uma bactéria produzir psilocibina como subproduto de seu metabolismo. Em outras palavras, os cientistas procuravam criar bactérias que expelissem a psilocibina.
Para começar, os pesquisadores criaram uma nova variante da bactéria E. coli, chamada pPsilo16, na qual os genes que codificam a produção de psilocibina em cogumelos mágicos (especificamente Psilocybe cubensis) foram transferidos para a bactéria.
“É semelhante à maneira como você produz cerveja, através de um processo de fermentação”, disse Jones no comunicado. “Estamos efetivamente pegando a tecnologia que permite escala e velocidade de produção e aplicando-a à E. coli produtora de psilocibina”.
Alexandra Adams, principal autora do artigo e graduada em engenharia química, disse que, uma vez que o DNA foi transferido para a bactéria, “vimos [um pequeno] pico emergir em nossos dados. Sabíamos que havíamos feito algo enorme”, disse ela no comunicado de imprensa.
O próximo passo foi determinar as condições mais ideais sob as quais as bactérias mutadas poderiam produzir psilocibina. Para esse fim, a equipe experimentou diferentes condições para fornecer aquelas mais ideais para a fermentação, como encontrar a melhor temperatura e meio de crescimento, a melhor mistura de nutrientes para as bactérias e assim por diante. Eventualmente, os pesquisadores estabeleceram um protocolo pelo qual as bactérias foram capazes de produzir concentrações no valor de 1,16 gramas de psilocibina por litro.
“O que é empolgante é a velocidade com que conseguimos alcançar nossa alta produção”, disse Jones. “Ao longo deste estudo, melhoramos a produção de apenas alguns miligramas por litro para mais de um grama por litro, um aumento de quase 500 vezes”.
Como os autores concluem no novo estudo,
Este trabalho mostra o primeiro caso relatado de…produção de psilocibina usando um hospedeiro procariótico. Além disso, este trabalho destaca o poder da otimização genética e fermentativa para identificar rapidamente os principais parâmetros do processo necessários para permitir estudos bem-sucedidos de aumento de escala que culminam na produção em escala, em gramas, de um produto químico de alto valor.
No futuro, os cientistas gostariam de melhorar ainda mais o processo, por exemplo, encontrando maneiras ainda melhores de tornar a E. coli produtora de psilocibina e atendendo aos requisitos de produção que inevitavelmente serão exigidos pela indústria farmacêutica, caso essa técnica avance até esse ponto.
Essa é uma pesquisa muito promissora, mas é importante lembrar que a venda e posse de psilocibina permanece ilegal nos EUA, embora a posse tenha sido descriminalizada em Denver, Colorado e Oakland, na Califórnia.