Дрожжи являются одним из видов микроорганизмов, который обычно используют при выпечке хлеба, изготовлении вина и пива. Авторы нового исследования из Стэнфордского университета (Калифорния) применили их в медицине, используя дрожжи, чтобы сделать опиоиды. Результаты исследований были опубликованы в научном журнале Science.
Опиоиды широко используются как обезболивающее средство. Они снижают интенсивность болевых сигналов, направленных в головной мозг. Типы опиоидов включают в себя гидрокодон, кодеин, метадон, героин и морфин, все они производятся из опийного мака.
Ученые говорят, что нужен целый год, чтобы произвести партию опиоидных наркотиков. Мак должен быть собран на фермерских хозяйствах в странах, которые имеют лицензию на его выращивание, затем его обрабатывают перед отправкой на фармацевтические заводы. Активные молекулы препарата извлекаются из растений, и изготавливаются опиоидные препараты.
Но можно ли избежать этого трудоемкого процесса, если производить опиоиды, используя дрожжи?
В настоящее время растительные препараты создаются при помощи химических процессов, которые извлекают из них активные соединения. Но ученые разработали новый подход, чтобы делать опиоиды, используя дрожжи.
Исследователи уже с помощью биосинтеза генетически модифицировали дрожжи для производства артемизинина – препарат, изначально полученный из сладкой полыни, который используется для лечения малярии. Процесс оказался успешным, и примерно треть мирового артемизинина в настоящее время создана с помощью этого подхода.
Тем не менее, Кристина Смолке (Christina Smolke) говорит, что процесс биосинтеза, который они используют для создания опиоидов, был намного сложнее; потребовалось 23 фермента из растений, бактерий и крыс, чтобы генетически модифицировать дрожжи и создать гидрокодон.
Опиум мака и некоторые другие растения производят вещество под названием (S) -reticuline. Этот вариант инициирует выработку обезболивающих веществ. Фермент перенастраивает reticuline в дрожжах, но не в состоянии произвести достаточно гидрокодона. Добавление 23 модифицированных ферментов в клетки дрожжей позволило преобразовать сахар в гидрокодон в течение 3-5 дней.
Используя этот процесс, ученые могут создать тебаин — предшественник других опиоидных соединений. Исследователи говорят, что это позволит ускорить производство, устраняя необходимость в маке.
В то время как опиоиды являются эффективными болеутоляющими, они также играют ключевую роль в наркомании. Смолке и ее коллеги признают, что их новый подход опиоидного развития может повлиять на злоупотребление препаратами и, если процесс будет расширен, то должен находиться под жестким контролем. Но генетическая модификация дрожжей может уменьшить стоимость лекарства и расширить его доступ. Более того, этот подход может быть использован для разработки препаратов для лечения артрита, инфекционных заболеваний и рака.
Смолке добавляет: «Соединение, которое мы произвели, и методы, которые мы разработали, показывают, что можно изготовить нужное лекарство с нуля, используя только дрожжи. Если мы сможем сделать это, то обеспечим лекарством всех, кто в этом нуждается».
Подробнее в научной статье:
Galanie, Stephanie; Thodey, Kate; Trenchard, Isis J.; Filsinger Interrante, Maria; Smolke, Christina D. (2015) Complete biosynthesis of opioids in yeast // Science — p. science.aac9373
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.