Много често използвани лекарства все още се получават от растения. Скополаминът, използван за болест при движение и за лечение на хирургично гадене след хирургическа намеса, се произвежда от растения от семейството на нощниците. Дигоксин, лекарство за сърцето, идва от растението на лисицата. Кодеинът и другите опиоидни болкоуспокояващи са получени от опиумни макове.
Но растенията, използвани за приготвяне на лекарства, понякога са застрашени или скъпи. Лошият вегетационен период или геополитическата нестабилност в региона, в който се отглежда растение, може да причини спад в предлагането на лекарства.
Сега един учен от Станфорд измисли как да изолира молекулярната „фабрика“ в застрашен завод и да я сглоби в друга, по-широко достъпна инсталация.
„Това беше предизвикателство, тъй като растенията са доста сложни“, казва Елизабет Сатели, професор по химическо инженерство. „С тях е доста трудно да се работи. Техните геноми са много сложни. "
Сателит и нейният екип работеха с хималайско растение, наречено майоппъл, което произвежда прекурсори на често използвано лекарство за химиотерапия, наречено етопозид. Етопозидът се използва за лечение на различни видове рак, включително лимфом, рак на белия дроб, рак на тестисите и някои видове левкемия и рак на мозъка. Той е в списъка на основните лекарства на Световната здравна организация - лекарства, считани за решаващи за функционирането на медицинската система. Но майолетът бавно нараства и предлагането от години намалява поради голямото търсене.
Напълно осъзнах, че химическата сборна линия на Mayapple стартира в отговор на това, че листата му са ранени. След като се получи това нараняване, растението започва да произвежда редица протеини. Някои от тези протеини в крайна сметка произвеждат предшественик на етопозид. Но големият въпрос беше кои протеини? Присъстваха повече от 30, но не всички от тях са участвали в направата на предшественика.
„Това, което беше решаващо тук, беше наистина стесняване на нашата кандидатска листа“, казва Сатели.
Тя и нейният екип изпробваха различни комбинации от протеини, докато не разберат кои 10 съставляват конвекторната линия. Тогава те поставят гените, които превърнаха тези 10 протеина в различно растение. Избраното от тях растение беше Nicotiana benthamiana, дива роднина на тютюна, избрана, защото е широко достъпна и лесна за отглеждане в лаборатория. Растението на Никотиана започва да произвежда предшественик на етопозид, точно като кюспе. Сатели и нейният аспирант Уорън Лау публикува откритието си в списание Science .
„Това е много хубаво доказателство за концепцията“, казва Сатели.
Сателит се надява в крайна сметка микробите, като дрождите, да произвеждат едни и същи молекули, прескачайки растенията изцяло. Ако успее, тя ще се присъедини към редица учени, които са измислили как да превърнат микроорганизмите във фабрики за производство на лекарства. Само тази седмица германски учени обявиха, че са направили генетично модифицирана мая да произвежда THC, съединението в марихуаната, което произвежда "високото" и може да помогне за лечение на странични ефекти от химиотерапия и други заболявания. Миналия месец изследователи от Станфорд публикуваха резултати, показващи как те са накарали дрождите да произвеждат хидрокодон, опиоидно болкоуспокояващо, подобно на морфина. Пробивът има потенциал да направи такива лекарства по-евтини и по-достъпни. През 2013 г. химическите инженери в Беркли коаксираха генетично модифицираните дрожди в производството на лекарства против малария.
Приготвянето на лекарства с мая е дори по-просто и по-евтино от използването на обикновени лабораторни растения. Доставките са невероятно евтини и лесни за производство, отнемат малко място или специални грижи и могат да бъдат манипулирани безкрайно.
„Обещанието в областта на синтетичната биология е, че можете да получите клетки, които да правят или да правят всичко, което искате“, казва Сатели.
Но има още много какво да научим от растенията и химикалите, които произвеждат. Тъй като молекулните пътища на растенията стават по-добре разбрани, учените могат да се научат да ги манипулират, потенциално да произвеждат по-добри лекарства с по-малко странични ефекти.
„Растенията са едни от най-добрите молекулярни фабрики в природата“, казва Сатели. „Имаме много да научим за тези молекули, които са толкова важни за човешкото здраве, а също и за здравето на растенията.“
