Исследователи превратили грибок в фабрику по лечению болезней с помощью современной генной инженерии и терпения. Природный антибиотик является многообещающим лекарством от забытой тропической болезни, называемой африканским трипаносомозом человека, или африканской сонной болезнью, которая ежегодно поражает тысячи людей в отдаленных сельских районах Африки к югу от Сахары.
«Наше сотрудничество началось около четырех лет назад, и мы, наконец, достигли нашей цели», - сказал профессор Икуро Абэ из Токийского университета, факультет фармацевтических наук.
"Кластер генов в грибке уникален - путем простой генетической делеции мы создали штамм грибка, который производит только высокие концентрации желаемого антибиотика", - объяснил Эйб.
Профессор Киёси Кита, ушедший на пенсию из Токийского университета в 2016 году, посвятил большую часть своей карьеры изучению и лечению африканской сонной болезни. Исследовательская группа Эйба присоединилась к проекту благодаря своему опыту в картировании химических путей, ведущих от генов к белкам внутри клеток.
Исследовательская группа Абэ использовала свои знания о путях биосинтеза для генетической модификации грибка, чтобы он производил большое количество одного конкретного антибиотика.
Грибок Acremonium egyptiacum естественным образом производит два разных типа антибиотиков: один токсичен для человека, а другой был идентифицирован как потенциальное лекарство от африканской сонной болезни в 1996 году частично Кита, в то время работавшим с сотрудниками в Фармацевтический колледж Ниигата.
Искусственный синтез антибиотика не был бы рентабельным, а более распространенный метод использования бактерий для производства химического вещества невозможен.
Исследовательская группа Абэ определила, что два антибиотика гриба сделаны из одной и той же молекулы-предшественника. После создания предшественника две отдельные группы ферментов производят два разных антибиотика.
Исследователи могут оставить молекулу-предшественник и гены, ответственные за желаемый антибиотик, полностью неизменными, просто удалив гены, ответственные за другой токсичный антибиотик.
В каждом литре грибка, который исследователи выращивают в лаборатории, модифицированный штамм грибка может производить 500 миллиграммов антибиотика.
«Мы считаем, что это исключительно хорошая производственная система», - сказал Абэ.
Исследователи подали заявку на патент на модифицированный штамм грибка. Сотрудники корпорации Kikkoman, наиболее известной производством соевого соуса, займутся промышленным выращиванием генетически модифицированного грибка и очисткой антибиотика.
Желаемый антибиотик, аскофуранон, также является кандидатом на лечение рака.
Об африканском трипаносомозе человека
У людей может развиться африканская сонная болезнь, если их укусит муха. Болезнь вызывается паразитом, который перемещается от мухи в кровоток больных, а затем в нервы головного и спинного мозга больных. Заболевание часто приводит к летальному исходу в течение трех лет. Этот же паразит может заразить и домашний скот.
Всемирная организация здравоохранения стремится к 2020 году ликвидировать африканский трипаносомоз человека как проблему общественного здравоохранения.