Citostatik iz GMO biljke
 |
| Podophyllum hexandrum, izvor: ArturKing50, via Wikimedia Commons |
Neke biljke sadrže važne supstance, ne samo vitamine i minerala, terpene i alkaloide, nego materije koje čovjeku mogu biti korisne. Alternativna medicina se oslanja na ovo - nekad više, a ne nekad manje uspješno. Ipak, čak se i moderne farmaceutske firme oslanjaju na ljekovite materije iz biljaka - čak oko polovine novih lijekova je porijeklom iz biljaka. Citostatik kolhicin se dobiva iz sjemena mrazovca, Colchicum automnale, aspirin je zapravo salicilna kiselina iz kore više vrsta vrbe, Salix sp., opioidni analgetici kakav je morfij, dobijaju se iz maka, Papaver somniferum, a lijek za malariju - kinin iznekoliko vrsta kininovca (ponajviše iz Cinchona officinalis).
Neke biljke iz roda Podophyllum - Podophyllum peltatum (američka vrsta) i Podophyllum hexandrum (azijska) sintetišu podofilotoksin, koji se pod imenom Etoposide (etopozid) koristi kao jak citostatik u terapiji Kapošijevog sarkoma, Ewingovog sarkoma, raka pluća i testisa, limfoma, nekih oblika leukemije i glioblastoma. Na stanice djeluje tako da se veže za DNK i enzim topoizomerazu II, koja pomaže molekuli DNK da se "odvije". Kada nema diobe stanice, DNK je sklupčana u klupko, ali kada se stanice dijele, DNK se raširi i odvije. Kada je enzim inaktiviran, DNK se ne može ponovo smotati. Na taj način, Etoposid uzrokuje prekidanje DNK lanaca. Naravno, ovaj toksin djeluje i na zdrave stanice, ali mnogo više šteti stanicama kancera, pošto se one dijele mnogo brže od normalnih stanica.
Upravo Podophyllum hexandrum obiluje ovim citostatikom - u himalajskoj vrsti, koja raste u nacionalnom parku Himalchal Pradesh podofilotoksina ima mnogo više negu u sjevernoameričkoj vrsti. Međutim, stvar oko dobivanja podofilotoksina se komplikuje kada shvatite da ova biljka raste jako sporo - kao i većina biljaka koje rastu u hladnim, visokoplaninskim područjima.
Biljke proizvode specifične toksine kako bi se zaštitile od nametika i herbivora. Podophyllum hexandrum proizvodi podofilotoksin u odbrambene svrhe, ali ne uvijek - samo ako je napadnuta, ako su joj oštećeni listovi. Sve to skupa čini ekstrakciju podofilotoksina vrlo teškom i skupom, a biljka u isto vrijeme zbog enormne podražnje postaje sve ugroženija.
Međutim, hemičari i bioinženjeri sa Stanforda su se udružili kako bi pronašli način da genetički modificiraju neku običnu biljku da daje podofilotoksin. Međutim, kao i u slučaju kada su naučnici stvarali GMO kvasac koji sintetizira morfij, ovo je vrlo teško - jer podofilotoksin nije protein, te nema jednog gena koji bi bio odgovoran za sintezu. Treba naći gene za sve enzime koji su potrebni za sintezu ove molekule - a enzimi su proteini.
Elisabeth Sattely, inženjerka hemija sa Stanforda, i njen student Warren Lau su mehanički oštećivali listove Podophyllum hexandrum te poslije pokušali izolirati materije koje su se sintetizirala nakon povreda, ne bi li identificirali prekursore podofilotoksina. Identificirali su 31 molekulu te su zatim suzili potragu fokusirajući se na jedinjenja koja bi "radila" prave reakcije - reakcije putem kojih bi mogao nastati podofilotoksin Nakon identifikacije enzime, usljedila je i identifikacija gena koji ih kodiraju. Gene su insertirali u malu, neuglednu i vrlo čestu biljku, Nicotiana benthamiana, rođaku poznatijeg duhana (Nicotiana tabacum) koja naučnicima služi kao biljni "laboratorijski pacov". Ubacivali su različite kobinacije gena i tako stvarali GMO Nicotiana benthamiana sa različitim svojstvima. Dakle, radili su po principu greške i ponavljanja jer nije bilo vremena za detaljnu analizu biosinteze podofilotoksina.
 |
| Nicotiana benthamiana |
Na kraju, "uboli" su dobru kombinaciju inserovanih gena - GMO Nicotiana benthamiana je sintetizirala molekulu koja je direktni prekursor podofilotoksina- Etoposida. Ta molekula je - 4-desmetil-epipodofilotoksin koja je i sama jak citostatik.
Ovo otkriće bi farmaceutskim kućama moglu obezbijediti jeftiniji i stabilniji izvor dragocjenog citostatika te smanjiti cijenu lijeka. Preporučena dnevna doza Etopozida u hemoterapiji varira od 60 do 120 mg/m2, a terapija traje 5 dana, nakon čega se pravi stanka, pa se ponovo kreće sa ciklusom.
Primjedbe
Objavi komentar