A Caltech vegyészmérnökei különböző növényi gének felhasználásával módosították a hétköznapi élesztőt, képessé téve nagy mennyiségű gyógyászati hatóanyag előállítására.

Az új módszerrel biogyárrá változtatott élesztő egy fogkrémekben használt fogkő eltávolító alapanyagot, antibiotikumokat, nikotint, sőt még morfint is tud termelni. A kutatást vezető Christina D. Smolke és Kristy Hawkins a Nature Chemical Biology szaklapban számolt be munkájukról.

A kutatók a sörélesztőt (Saccharomyces cerevisiae) módosították úgy, hogy az különböző növényi enzimek génjeit tartalmazza. Az enzimek lehetővé teszik az élesztőnek egy reticulin nevű kémiai anyag előállítását, ami számos különböző benzilizokinolin alkaloid (BIA) molekula előfutára. A BIA molekulák egy nagy csoportot alkotnak, és számos, kémiailag igen bonyolult összetevőt foglalnak magukba. Legismertebb tagjai a morfin, a nikotin, és a kodein.

Christina D. Smolke

A BIA molekulák gyógyszertani aktivitások széles skáláját ölelik fel, többek közt görcsoldást, fájdalomcsillapítást és a haj növekedésének gyorsítását, de vannak olyan BIA-k is, amik rák elleni, antioxidáns, malária elleni és HIV elleni potenciált mutatnak. "Több ezerre becsülhető a BIA család tagjainak száma, és egy ilyen forrás, amiből nagy mennyiségben nyerhetők konkrét BIA molekulák, rendkívüli jelentőséggel bír a sokrétű funkcionális aktivitások elérésében" - magyarázta Smolke. A BIA-k természetes növényi forrásai, mint például a mák, csak egy kis mennyiséget halmoznak fel a molekulákból, általában "végtermékeket", példánkban főként morfint és kodeint, ami bár értékes, nem alakítható más összetevőkké, gátat szabva a hasznos új termékek elérhetőségének.

Reticulin termelő élesztőjükhöz Smolke és Hawkins növényi és emberi enzimeket kódoló géneket társított, ami lehetővé tette az élesztő számára a sanguinarin, egy fogkrém alapanyag, a berberin, egy rák elleni antibiotikum, és a morfin előfutárának nagy mennyiségben történő hatékony előállítását.

A kutatók jelenleg azon dolgoznak, hogy az élesztő az előfutár molekulákat végleges, gyógyszertanilag hasznos molekulákká alakítsa. "Már az általunk előállított köztes molekulák is fontos és értékes tevékenységeket végeznek, egy kapcsolódó kutatási területtel azonban még alaposabban megvizsgáljuk gyógyszertani aktivitásukat" - mondta Smolke, aki úgy véli, hogy rendszerük 1-3 éven belül nagy méreteken is előállíthatóvá teszi a BIA összetevőket, méghozzá olcsóbban, mint a jelenlegi, növényekkel dolgozó eljárások. Ezen felül az új módszerrel elvileg olyan alkaloidok is előállíthatóvá válnak, amik nem fordulnak elő a természetben.

"A nem természetes alkaloidok sokkal többrétű funkciókat eredményezhetnek, vagyis olyan molekulákat nyerhetünk melyek nem csupán azokra a tevékenységekre korlátozódnak, amikre a természetben kiválasztódtak, ezáltal fokozott hatóanyagokhoz vezethetnek. Munkánkban ott rejlik az új gyógyszerek kifejlesztésének lehetősége a betegségek egészen széles körére" - mondta Smolke.