Βιοτεχνολογικό θαύμα: Βακτήρια E. coli γίνονται «φάρμακα» για τον καρκίνο και τον διαβήτη

Βιοτεχνολογικά επεξεργασμένα βακτήρια E. coli αξιοποιούνται πλέον για την παραγωγή μιας ομάδας ενώσεων με αντικαρκινική, αντι-HIV, αντιδιαβητική και αντιφλεγμονώδη δράση, σύμφωνα με επίτευγμα ερευνητικής ομάδας του Πανεπιστημίου Kobe στην Ιαπωνία.

Τα φυτά είναι γνωστά για την παραγωγή ουσιών με φαρμακολογικό ενδιαφέρον. Ενδεικτικά, είδη του ροδόδενδρου παράγουν ενώσεις με ισχυρές αντικαρκινικές, αντι-HIV, αντιδιαβητικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες. Ωστόσο, η φυσική προέλευσή τους καθιστά την παραγωγή τους ασταθή και δαπανηρή, ενώ προηγούμενες προσπάθειες μικροβιακής σύνθεσης της βασικής ένωσης, του ορσελινικού οξέος, είχαν αποδώσει πολύ χαμηλές ποσότητες.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Kobe συνδύασαν γονίδια από φυτά, μύκητες και βακτήρια, ανέλυσαν τον μεταβολισμό του οργανισμού και βελτιστοποίησαν τις συνθήκες καλλιέργειας, δημιουργώντας την πρώτη πλατφόρμα παραγωγής αυτών των ενώσεων με βάση το E. coli.

Σύμφωνα με δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό «Metabolic Engineering», η ομάδα πέτυχε παραγωγή 202 mg ορσελινικού οξέος ανά λίτρο, επίδοση που αντιστοιχεί σε αύξηση 40 φορές σε σχέση με προηγούμενες αναφορές μικροβιακής παραγωγής. Πρόκειται για το υψηλότερο επίπεδο παραγωγής που έχει επιτευχθεί έως σήμερα και την πρώτη φορά που η ένωση αυτή παράγεται σε E. coli.

Παράλληλα, οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα ακόμη γονίδιο από ροδόδενδρο, ολοκληρώνοντας τη βιοσύνθεση μιας φαρμακολογικά σημαντικής ένωσης. Ως παράδειγμα επέλεξαν το γκριφολικό οξύ, γνωστό για τις ισχυρές αντικαρκινικές και αναλγητικές του ιδιότητες. Αν και τα τροποποιημένα βακτήρια παρήγαγαν επιτυχώς την ένωση, η απόδοση παρέμεινε χαμηλή, γεγονός που δείχνει ανάγκη περαιτέρω βελτιστοποίησης της διαδικασίας.

Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, Τομοχίσα Χασουνούμα, σημείωσε ότι «βραχυπρόθεσμα, η πλατφόρμα που αναπτύχθηκε μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα για την παραγωγή και αξιολόγηση συγγενών ενώσεων και παραγώγων τους. Μακροπρόθεσμα, η στρατηγική ορθολογικού σχεδιασμού που χρησιμοποιήσαμε αποτελεί θεμελιώδη τεχνολογία για την παραγωγή ποικίλων σύνθετων ενώσεων με τη χρήση του E. coli».