Levedura Modificada Geneticamente para Produzir Beta-Caroteno e Carotenoides Associados à Longevidade em Escala

Beta-caroteno e seus derivados estão entre os compostos bioativos mais estudados em longevidade e medicina preventiva. Como precursores da vitamina A, potentes antioxidantes e moduladores do estresse oxidativo, compostos como astaxantina, zeaxantina e crocetina têm despertado interesse significativo por seus possíveis papéis na desaceleração do envelhecimento celular, proteção da visão e redução da inflamação. No entanto, obter esses compostos de forma confiável e a custos acessíveis a partir de plantas ou por síntese química tem sido, há muito tempo, um gargalo.

Esta revisão de 2025, proveniente do Imperial College London, examina o progresso recente no uso de leveduras como fábricas microbianas de células para a produção de beta-caroteno e seus parentes estruturais. Os autores concentram-se em duas plataformas principais de leveduras — Saccharomyces cerevisiae e Yarrowia lipolytica — cada uma oferecendo vantagens metabólicas distintas. As principais estratégias de engenharia metabólica revisadas incluem otimização de vias biossintéticas, balanceamento de cofatores, compartimentalização e aumento do fornecimento de precursores.

Uma característica distintiva desta revisão é a classificação dos derivados do beta-caroteno em dois grupos funcionais: xantofilas (cantaxantina, zeaxantina, astaxantina, violaxantina) e apocarotenoides (crocetina, retinol, beta-ionona, beta-ciclocitral, estrigolactonas). Ao identificar a lógica biossintética compartilhada dentro de cada grupo, os autores argumentam que as estratégias de engenharia são transferíveis entre os compostos, acelerando os cronogramas de desenvolvimento.

Abordagens de otimização da fermentação — incluindo seleção de fonte de carbono, estratégias de alimentação em batelada e sistemas de fermentação bifásica — também são discutidas como alavancas críticas para melhorar os rendimentos em direção a níveis comercialmente viáveis.

A revisão reconhece que, embora a produção baseada em leveduras seja promissora, ainda existem desafios relacionados à competição pelo fluxo metabólico, à toxicidade de intermediários e à viabilidade econômica da fermentação em escala. As direções futuras incluem a ampliação do repertório de hospedeiros de leveduras e o aprimoramento da eficiência biossintética. Para o campo da longevidade, este trabalho sinaliza um caminho de curto prazo para nutracêuticos carotenoides acessíveis e sustentáveis.