Βιοτεχνολογικά επεξεργασμένα βακτήρια E. coli μπορούν πλέον να παράγουν μια ομάδα ενώσεων με αντικαρκινική, αντι-HIV, αντιδιαβητική και αντιφλεγμονώδη δράση. Πρόκειται για επίτευγμα ερευνητικής ομάδας του ιαπωνικού Πανεπιστημίου Kobe.
Τα φυτά παράγουν πολλές ουσίες με υποσχόμενη φαρμακολογική δράση. Για παράδειγμα, είδη του ροδόδενδρου παράγουν μια κατηγορία ενώσεων με αξιοσημείωτες αντικαρκινικές, αντι-HIV, αντιδιαβητικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες.
Ωστόσο, η φυσική τους προέλευση καθιστά την παραγωγή τους ασταθή και δαπανηρή, ενώ προηγούμενες προσπάθειες μικροβιακής παραγωγής της βασικής ένωσης, του ορσελινικού οξέος, είχαν αποδώσει απογοητευτικά χαμηλές ποσότητες.
Συνδυάζοντας την εισαγωγή κατάλληλων γονιδίων από φυτά, μύκητες και βακτήρια, την ανάλυση του μεταβολισμού του οργανισμού και τη βελτιστοποίηση των συνθηκών καλλιέργειας, οι ερευνητές επιδίωξαν να δημιουργήσουν την πρώτη πλατφόρμα παραγωγής αυτών των ενώσεων, με βάση το βακτήριο E. coli.
Το βιοτεχνολογικό επίτευγμα
Σε δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό «Metabolic Engineering», οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Kobe στην Ιαπωνία περιέγραψαν ότι πέτυχαν παραγωγή 202 mg ορσελινικού οξέος ανά λίτρο, επίδοση που αντιστοιχεί σε βελτίωση κατά 40 φορές σε σχέση με τις προηγούμενες αναφορές μικροβιακής παραγωγής. Πρόκειται όχι μόνο για το υψηλότερο επίπεδο παραγωγής που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα, αλλά και για την πρώτη φορά που η βασική αυτή ένωση παράχθηκε σε E. coli.
«Είναι ένα σημαντικό επίτευγμα το γεγονός ότι αναδημιουργήσαμε μια σύνθετη βιοσυνθετική οδό στο βακτήριο E. coli , κάτι που προηγουμένως θεωρούνταν δύσκολο», αναφέρει μια εκ των συγγραφέων της μελέτης, Itsuki Tomita.
Επιπλέον, η ομάδα εισήγαγε ένα ακόμη γονίδιο από ροδόδενδρο, που ολοκλήρωσε τη βιοσύνθεση μιας φαρμακολογικά σημαντικής ένωσης.
Ως αντιπροσωπευτικό παράδειγμα της κατηγορίας των φαρμακευτικών προϊόντων, οι ερευνητές επέλεξαν το γκριφολικό οξύ, γνωστό για τις ισχυρές αντικαρκινικές και αναλγητικές του ιδιότητες. Αν και τα βακτήρια που δημιουργήθηκαν μπόρεσαν να παράγουν με επιτυχία την ένωση-στόχο, η απόδοση παρέμεινε χαμηλή, με την ερευνητική ομάδα να αναγνωρίζει την ανάγκη περαιτέρω βελτιστοποίησης της διαδικασίας.
Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, Τομοχίσα Χασουνούμα, εξηγεί 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».
Φωτογραφία iStock