В 2015 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена частично за открытие артемизинина, соединения растительного происхождения, которое доказало свою эффективность при лечении малярии. Тем не менее, многие люди, нуждающиеся в этом препарате, не могут получить к нему доступ, отчасти потому, что трудно вырастить растение, являющееся источником соединения. Теперь исследования показали, что растения табака можно сконструировать для производства препарата в терапевтических дозах. Исследование появится 20 октября в журнале Molecular Plant..
"Артемизинин лечит малярию быстрее, чем любой другой препарат. Он может вывести патоген из кровотока в течение 48 часов», - говорит старший автор Шаши Кумар из Международного центра генной инженерии и биотехнологии в Нью-Дели, Индия. «Наше исследование сосредоточено на поиске способа сделать этот препарат доступным для большего числа людей. люди."
Малярия ежегодно заражает более 200 миллионов человек, по данным Всемирной организации здравоохранения, и убивает более 400 000 человек, в основном в Африке и Юго-Восточной Азии. Большинство тех, кто живет в районах, пораженных малярией, не могут позволить себе купить артемизинин. Высокая стоимость препарата связана с процессом экстракции и в значительной степени с тем фактом, что трудно выращивать Artemisia annua (сладкое полынь), растение, которое является исходным источником препарата, в климате, где распространена малярия, например, в Индии. Достижения в области синтетической биологии позволили производить лекарство из дрожжей, но производственный процесс сложно масштабировать.
В более ранних исследованиях рассматривалось выращивание соединения в табаке - растении, которое относительно легко поддается генетическим манипуляциям и которое хорошо растет в районах, эндемичных по малярии. Но выход артемизинина из этих растений был низким.
В текущей статье команда Кумара сообщает об использовании подхода двойной трансформации для повышения выработки артемизинина в растениях табака: сначала они создали растения, содержащие трансгенные хлоропласты, а затем снова манипулировали теми же растениями, чтобы вставить гены. также в ядерный геном. «Мы рационализировали экспрессию гена пути биосинтеза в разных компартментах, что позволило нам достичь максимального урожая от двойных трансгенных растений», - говорит он.
Экстракт из растений останавливает прогрессирование роста инфицированных патогенами эритроцитов in vitro. Целые клетки растения также скармливали мышам, инфицированным Plasmodium berghei, одним из микробов, вызывающих малярию. Растительный продукт значительно снизил уровень паразита в крови. Фактически, исследователи обнаружили, что весь растительный материал был более эффективен в борьбе с паразитом, чем чистый артемизинин, вероятно, потому, что инкапсуляция внутри растительных клеток защищала соединение от деградации пищеварительными ферментами.
Но Кумар и его коллеги признают, что убедить людей есть табачные растения, вероятно, будет непросто. По этой причине он сотрудничает с Генри Даниэллом, профессором биохимии в Пенсильванском университете и одним из соавторов исследования, над планом генной инженерии растений салата для производства артемизинина. Салат, содержащий лекарство, затем можно высушить вымораживанием, измельчить в порошок и поместить в капсулы для экономичной доставки.
«Науки о растениях и животных все больше объединяются, - говорит Кумар. «В ближайшем будущем вы увидите, что больше лекарств, произведенных внутри растений, будет коммерциализировано, чтобы снизить стоимость лекарств».