Βιοτεχνολογία αιχμής: E. coli παράγει πολύτιμες φαρμακευτικές ενώσεις
Νέα επιστημονική ανακάλυψη ανοίγει δρόμους για την παραγωγή φαρμάκων με αντικαρκινικές, αντι-HIV, αντιδιαβητικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες.
Μια σημαντική επιστημονική πρόοδος επιτεύχθηκε στον τομέα της βιοτεχνολογίας, καθώς τα βακτήρια E. coli μπορούν πλέον να παράγουν μια σειρά από ενώσεις με αξιοσημείωτη φαρμακολογική δράση, συμπεριλαμβανομένων αντικαρκινικών, αντι-HIV, αντιδιαβητικών και αντιφλεγμονωδών ιδιοτήτων.
Τα φυτά αποτελούν πηγή πλούσια σε ουσίες με σημαντικές φαρμακευτικές δυνατότητες. Ενδεικτικά, ορισμένα είδη ροδόδενδρου παράγουν μια κατηγορία ενώσεων που παρουσιάζουν αξιοσημείωτες αντικαρκινικές, αντι-HIV, αντιδιαβητικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες. Ωστόσο, η εξαγωγή τους από φυσικές πηγές είναι συχνά ασταθής και δαπανηρή. Παράλληλα, προηγούμενες προσπάθειες για μικροβιακή παραγωγή της βασικής ένωσης, του ορσελινικού οξέος, είχαν καταλήξει σε απογοητευτικά χαμηλές αποδόσεις.
Προσφέροντας μια λύση σε αυτά τα προβλήματα, ερευνητές του Πανεπιστημίου Kobe, συνδυάζοντας τη μεταφορά κατάλληλων γονιδίων από φυτά, μύκητες και βακτήρια, την εις βάθος ανάλυση του μεταβολισμού του οργανισμού και τη βελτιστοποίηση των συνθηκών καλλιέργειας, δημιούργησαν την πρώτη πλατφόρμα παραγωγής αυτών των ενώσεων, με βάση το βακτήριο E. coli.
Σύμφωνα με δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό «Metabolic Engineering», οι ερευνητές πέτυχαν την παραγωγή 202 mg ορσελινικού οξέος ανά λίτρο, επιτυγχάνοντας μια βελτίωση κατά 40 φορές σε σχέση με τις προηγούμενες αναφορές μικροβιακής παραγωγής. Αυτό όχι μόνο αποτελεί το υψηλότερο επίπεδο παραγωγής που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα, αλλά σηματοδοτεί και την πρώτη φορά που η συγκεκριμένη ένωση παράγεται σε E. coli.
Επιπλέον, η ερευνητική ομάδα ενσωμάτωσε ένα επιπλέον γονίδιο από ροδόδενδρο, το οποίο ολοκλήρωσε τη βιοσύνθεση μιας άλλης φαρμακολογικά σημαντικής ένωσης. Ως αντιπροσωπευτικό παράδειγμα, επελέγη το γκριφολικό οξύ, γνωστό για τις ισχυρές αντικαρκινικές και αναλγητικές του ιδιότητες. Παρόλο που τα τροποποιημένα βακτήρια κατάφεραν να παράγουν επιτυχώς την ένωση-στόχο, η απόδοση παρέμεινε σε χαμηλά επίπεδα, με την ομάδα να επισημαίνει την ανάγκη για περαιτέρω βελτιστοποίηση της διαδικασίας.
Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, Τομοχίσα Χασουνούμα, τόνισε ότι «βραχυπρόθεσμα, η πλατφόρμα που αναπτύχθηκε μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα για την παραγωγή και αξιολόγηση συγγενών ενώσεων και παραγώγων τους. Μακροπρόθεσμα, η στρατηγική ορθολογικού σχεδιασμού που χρησιμοποιήσαμε αποτελεί θεμελιώδη τεχνολογία για την παραγωγή ποικίλων σύνθετων ενώσεων με τη χρήση του E. coli».