Odkrywanie tajemnic kwiatu zwalczającego raka
Substancja chemiczna pozyskiwana z małej kwitnącej rośliny od dziesięcioleci pomaga w walce z rakiem. Teraz, po 60-letnim polowaniu, naukowcy w końcu odkryli, w jaki sposób tworzy tę ważną z medycznego punktu widzenia cząsteczkę.
Barwinek madagaskarski lub barwinek różowy to przyjemna mała roślina, która zdobi wiele ogrodów.
Ale w tej okrytozalążkowej jest coś więcej niż na pierwszy rzut oka - w rzeczywistości ratuje życie.
Od dziesięcioleci naukowcy chętnie ekstrahują z jego liści substancję chemiczną zwaną winblastyną.
W Kanadzie w latach pięćdziesiątych naukowcy odkryli, że winblastyna jest niezwykle użytecznym lekiem przeciwnowotworowym.
Uniemożliwia komórkom wejście w mitozę, przerywając w ten sposób podział komórek i jest stosowany przeciwko rakowi pęcherza, jąder, płuc, jajnika i piersi.
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wymienia go jako lek podstawowy, klasyfikując go jako jeden z „najskuteczniejszych, najbezpieczniejszych i najbardziej opłacalnych leków na schorzenia priorytetowe”.
Problem z winblastyną
Jedna istotna kwestia osłabiła użyteczność winblastyny: jest ona bardzo trudna i nieefektywna do ekstrakcji. Pomimo postępu technologicznego, który pomógł usprawnić procedurę, pozostaje ona powolna i kosztowna. Obecnie do wyprodukowania zaledwie 1 grama winblastyny potrzeba około 500 kilogramów suszonych liści.
Ze względu na niewiarygodną ilość pracy nóg niezbędnej do wyprodukowania leku, naukowcy od 60 lat mają za zadanie zrozumieć, w jaki sposób roślina wytwarza tę substancję chemiczną.
Jeśli uda im się zrozumieć naturalny proces, miejmy nadzieję, że uda im się go naśladować w laboratorium i opracować sposoby wydajniejszej i, co ważniejsze, produkcji winblastyny przy niższych kosztach.
Od 15 lat naukowcy z laboratorium prof. Sarah O’Connor w John Innes Centre w Norfolk w Wielkiej Brytanii próbują rozwikłać genetykę barwinka madagaskarskiego.
Na koniec dr Lorenzo Caputi i jego zespół - wraz z naukowcami z grupy Courdavault z siedzibą w Tours we Francji - opisali ostatni element układanki.
Korzystając z najnowocześniejszych technik sekwencjonowania genomu, zidentyfikowali brakujące geny na drodze do produkcji winblastyny.
„Winblastyna jest jednym z najbardziej złożonych strukturalnie aktywnych naturalnych produktów roślinnych, dlatego tak wiele osób w ciągu ostatnich 60 lat próbowało osiągnąć to, do czego doszliśmy w tych badaniach. Nie mogę uwierzyć, że w końcu tu jesteśmy ”.
Prof. Sarah O’Connor
31 kroków do winblastyny
Jak podkreślają autorzy badania, ich odkrycia opierają się na latach pracy przeprowadzonej w wielu laboratoriach na całym świecie. To naprawdę był wspólny wysiłek.
W czasopiśmie opublikowano ich najnowszy artykuł zatytułowany „Brakujące enzymy w biosyntezie leku przeciwnowotworowego winblastyny w barwinku madagaskarskim”. Nauka. W artykule naukowcy zidentyfikowali również enzymy biorące udział w końcowych etapach syntezy winblastyny: katarant i tabersoninę.
Korzystając z nowoczesnej technologii, tradycyjnej chemii i literatury z lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych, połączyli etapy chemiczne związane z konwersją cząsteczki prekursora do winblastyny - łącznie 31 kroków. Barwinek różowy to rzeczywiście imponująca roślina.
Zidentyfikowane przez nich enzymy można łączyć za pomocą technik biologii syntetycznej, które są już stosowane, tworząc bardzo potrzebny skrót do produkcji winblastyny.
Jest dobry powód, by być podekscytowanym wynikami. Prof. O'Connor mówi: „Dzięki tym informacjom możemy teraz spróbować zwiększyć ilość winblastyny produkowanej w roślinie lub umieszczając syntetyczne geny w gospodarzach, takich jak drożdże lub rośliny”.
Przewidują, że w ciągu najbliższych 12–18 miesięcy laboratorium ich lub konkurenta powinno być w stanie wytworzyć niewielkie ilości winblastyny lub jej prekursorów - windoliny i katarantu.
