Naukowcy już od jakiegoś czasu testują genetycznie modyfikowane drożdże jako nowe źródło substancji biologicznych do celów medycznych. Teraz zespół uczonych z Technical University of Denmark (DTU) uzyskał w ten sposób alstoninę, naturalnie występujący alkaloid, który ma pozytywne działanie na zaburzenia psychotyczne. Szczegóły opisano w czasopiśmie Nature Chemical Biology.
Czytaj też: Choroby psychiczne mają jedno źródło w mózgu? Zaskakujące wyniki badań
Dr Michael Krogh Jensen z DTU Biosustain i współzałożyciel firmy biotechnologicznej Biomia mówi:
Opracowywanie leków z naturalnych substancji roślinnych jest powszechne. Ponieważ jednak rośliny nie wytwarzają tych substancji do zwalczania ludzkich chorób, często istnieje potrzeba ich modyfikacji, aby były bardziej skuteczne i bezpieczne.
Modyfikowane genetycznie drożdże to szansa na nowe leki
Wyniki badań jednoznacznie potwierdziły, że zmodyfikowane drożdże mogą wytwarzać inne substancje z grupy alkaloidów niż winblastyna, wykorzystywana do leczenia nowotworów złośliwych. Okazało się, że w procesie zwanym halogenowaniem (stosowanym w opracowywaniu leków) można wytworzyć także alstoninę i serpentynę, a także 19 ich pochodnych. To odkrycie może mieć ogromne konsekwencje dla opracowywania nowych farmaceutyków.
Czytaj też: Bieganie łagodzi objawy depresji równie dobrze co leki
Dr Michael Krogh Jensen dodaje:
Znaleźliśmy metodę, dzięki której komórki drożdży wykorzystują enzymy i przeprowadzają ten sam proces chemiczny, który zachodzi podczas halogenowania.
Rośliny na ogół nie są w stanie naturalnie przeprowadzać halogenowania, dlatego nowa platforma biotechnologiczna może posłużyć do optymalizacji i rozwoju alkaloidów wykorzystywanych np. w lekach na schizofrenię. Te, które są obecne na rynku są obarczone wieloma negatywnymi skutkami ubocznymi, takimi jak bezsenność, przyrost masy ciała czy obniżenie odporności.
Drożdże udało się zaciągnąć do produkcji alkaloidów poprzez wstawienie do ich DNA dużej liczby genów roślinnych biorących udział w biosyntezie naturalnych substancji. Uzyskane związki przetestowano za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), która analizuje skład atomów.
Uczeni z DTI złożyli wniosek patentowy na nowy sposób wytwarzania alkaloidów roślinnych i założyli firmę Biomia. Chociaż badania są wciąż na wczesnym etapie, już trwają przygotowania do badań klinicznych substancji uzyskanych ze zmodyfikowanych genetycznie drożdży. W najlepszym przypadku leki bazujące na pochodnych alstoniny trafią do testów z udziałem ludzi w 2026 r. Nawet jeżeli potwierdzą one skuteczność tych substancji w leczeniu zaburzeń psychotycznych, minie co najmniej kolejna dekada zanim preparaty trafią do aptek.