V roce 2015 byla Nobelova cena za fyziologii a medicínu udělena částečně za objev artemisininu, sloučeniny rostlinného původu, která se prokázala jako zachránce při léčbě malárie. Přesto mnoho lidí, kteří drogu potřebují, k ní nemá přístup, částečně proto, že je obtížné pěstovat rostlinu, která je zdrojem sloučeniny. Nyní výzkum ukázal, že rostliny tabáku mohou být upraveny tak, aby vyráběly lék na terapeutických úrovních. Studie se objeví 20. října v Molecular Plant.
"Artemisinin léčí malárii rychleji než jakýkoli jiný lék. Dokáže vyčistit patogen z krevního řečiště do 48 hodin, " říká hlavní autor Shashi Kumar z Mezinárodního centra pro genetické inženýrství a biotechnologie v New Delhi v Indii. "Náš výzkum se zaměřuje na nalezení způsobu, jak tento lék zpřístupnit lidé."
Maárií se podle Světové zdravotnické organizace každý rok nakazí více než 200 milionů lidí a zabije více než 400 000, většinou v Africe a jihovýchodní Asii. Většina lidí, kteří žijí v oblastech postižených malárií, si nemůže dovolit koupit artemisinin. Vysoká cena drogy je způsobena procesem extrakce a z velké části skutečností, že je obtížné pěstovat Artemisia annua (sladký červ), rostlinu, která je původním zdrojem drogy, v podnebí, kde je malárie běžná, jako je Indie. Pokroky v syntetické biologii umožnily vyrábět lék v kvasinkách, ale výrobní proces je obtížné rozšířit.
Dřívější studie se zabývaly pěstováním sloučeniny v tabáku – rostlině, kterou lze relativně snadno geneticky manipulovat a která dobře roste v oblastech, kde je malárie endemická. Ale výnosy artemisininu z těchto rostlin byly nízké.
V aktuálním článku Kumarův tým uvádí, že ke zvýšení produkce artemisininu v rostlinách tabáku používá přístup duální transformace: nejprve vytvořili rostliny, které obsahovaly transgenní chloroplasty, a tytéž rostliny byly poté znovu zmanipulovány, aby se vložily geny. také do jaderného genomu. "Zdůvodnili jsme expresi genu biosyntetické dráhy v jiném kompartmentu, což nám umožnilo dosáhnout maximálního výnosu z dvojitě transgenních rostlin," říká.
Bylo prokázáno, že extrakt z rostlin zastavuje progresi růstu červených krvinek infikovaných patogenem in vitro. Celé buňky z rostliny byly také krmeny myším infikovaným Plasmodium berghei, jedním z mikrobů způsobujících malárii. Rostlinný produkt značně snížil hladinu parazita v krvi. Ve skutečnosti výzkumníci zjistili, že celý rostlinný materiál byl při napadení parazita účinnější než čistý artemisinin, pravděpodobně proto, že zapouzdření uvnitř rostlinných buněk chránilo sloučeninu před degradací trávicími enzymy.
Ale Kumar a jeho kolegové uznávají, že přesvědčit lidi, aby jedli tabákové rostliny, bude pravděpodobně těžké. Z toho důvodu spolupracuje s Henrym Daniellem, profesorem biochemie na Pensylvánské univerzitě a jedním ze spoluautorů studie, na plánu geneticky upravit rostliny salátu pro produkci artemisininu. Hlávkový salát obsahující drogu lze poté lyofilizovat, rozemlít na prášek a vložit do kapslí pro nákladově efektivní dodávku.
"Věda o rostlinách a zvířatech se stále více propojuje," říká Kumar. "V blízké budoucnosti uvidíte, že více léků vyrobených v rostlinách bude komercializováno, aby se snížily náklady na léky."
