Επιστήμονες του Πανεπιστήμιο Kobe ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να μετατρέψουν γενετικά τροποποιημένα βακτήρια Escherichia coli σε «βιοεργοστάσια» παραγωγής ενώσεων με αντικαρκινική, αντι-HIV, αντιδιαβητική και αντιφλεγμονώδη δράση. Το επίτευγμα αφορά μια κατηγορία φυσικών μορίων που μέχρι σήμερα εξάγονταν κυρίως από φυτά, με ασταθή και δαπανηρή διαδικασία.
Φυτικές ενώσεις με υψηλή φαρμακολογική αξία
Ορισμένα είδη ροδόδενδρου παράγουν φυσικές ουσίες με σημαντικές βιολογικές ιδιότητες. Ανάμεσά τους ξεχωρίζει το ορσελινικό οξύ, βασική ένωση για τη σύνθεση φαρμακολογικά δραστικών παραγώγων. Ωστόσο, η φυσική απομόνωση των ουσιών αυτών χαρακτηρίζεται από χαμηλές αποδόσεις, ενώ και οι προηγούμενες προσπάθειες μικροβιακής παραγωγής είχαν οδηγήσει σε ιδιαίτερα περιορισμένες ποσότητες.
Γενετικός ανασχεδιασμός και μεταβολική μηχανική
Η ερευνητική ομάδα αξιοποίησε γονίδια από φυτά, μύκητες και βακτήρια, τα οποία ενσωμάτωσε στο γονιδίωμα της E. coli. Παράλληλα, προχώρησε σε εκτενή ανάλυση του μεταβολισμού του μικροοργανισμού και σε βελτιστοποίηση των συνθηκών καλλιέργειας, με στόχο τη δημιουργία μιας σταθερής και αποδοτικής πλατφόρμας παραγωγής.
Σε δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό Metabolic Engineering, οι ερευνητές ανέφεραν ότι πέτυχαν παραγωγή 202 mg ορσελινικού οξέος ανά λίτρο καλλιέργειας. Η απόδοση αυτή είναι 40 φορές υψηλότερη σε σύγκριση με προηγούμενες μικροβιακές προσεγγίσεις και αποτελεί το υψηλότερο επίπεδο που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα, καθώς και την πρώτη επιτυχή παραγωγή της συγκεκριμένης ένωσης σε E. coli.
Παραγωγή γκριφολικού οξέος και προοπτικές
Η ομάδα προχώρησε περαιτέρω, εισάγοντας ένα επιπλέον γονίδιο από ροδόδενδρο ώστε να ολοκληρωθεί η βιοσύνθεση του γκριφολικού οξέος, μιας ένωσης με ισχυρές αντικαρκινικές και αναλγητικές ιδιότητες. Αν και η παραγωγή της επιτεύχθηκε, οι αποδόσεις παραμένουν χαμηλές, γεγονός που υποδεικνύει την ανάγκη περαιτέρω βελτιστοποίησης.
Ο επικεφαλής της μελέτης, Tomohisa Hasunuma, επισημαίνει ότι βραχυπρόθεσμα η πλατφόρμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή και αξιολόγηση συγγενών ενώσεων, ενώ μακροπρόθεσμα η στρατηγική ορθολογικού σχεδιασμού που εφαρμόστηκε συνιστά θεμελιώδη τεχνολογία για τη σύνθεση σύνθετων βιοδραστικών μορίων μέσω της E. coli.
Η εξέλιξη αυτή ενδέχεται να ανοίξει τον δρόμο για πιο οικονομική και ελεγχόμενη παραγωγή φαρμακευτικών ουσιών, με δυνητικές εφαρμογές στην ογκολογία, τις ιογενείς λοιμώξεις και τα μεταβολικά νοσήματα.
photo shutterstock
Διαβάστε επίσης
Νέα θεραπεία mRNA δείχνει αποτελεσματικότητα απέναντι σε ανθεκτικά βακτήρια
Καρκίνος του Μαστού: Πρόληψη – Διερεύνηση σε Ειδικά Κέντρα Μαστού – Θεραπεία
