تنتج الخميرة المعدلة وراثيًا المواد الأفيونية من السكر

كانت مجموعة من العلماء من جامعة ستانفورد تحت إشراف أستاذ الهندسة الحيوية كريستينا سمول (الصورة الثانية من اليسار) تجري منذ فترة طويلة تجارب جينية مع الخميرة. في الآونة الأخيرة ، تمكنوا من اكتشاف خطير. باستخدام عدد من التعديلات الجينية ، حصلوا على نوع من الخميرة التي تعالج السكر في الهيدروكودون.

هيدروكودون (فيكودين) هو أفيون شبه اصطناعي تم الحصول عليه من المواد الأفيونية الطبيعية من الكوديين أو الثيبين. هذا هو دواء فعال للألم المخدر ، ويحظر تداوله في الاتحاد الروسي ، بالمناسبة.

على الرغم من أن Vicodin محظور في الاتحاد الروسي ، إلا أنه من الصعب المبالغة في تقدير الأهمية العلمية لهذا الاكتشاف. وفقا لمنظمة الصحة العالمية ، 5.5 مليار شخص في العالم ليس لديهم أو لا يستطيعون الوصول إلى مسكنات الألم. يمكن أن تنتج الخميرة التي تم إنشاؤها في ستانفورد الهيدروكودون في غضون ثلاثة إلى خمسة أيام.

الآن ، يتطلب تصنيع مسكنات الألم هذه إجراءً طويلاً: أولاً ، يزرع خشخاش الأفيون في مزارع فردية حصلت على موافقة الحكومة. ثم يتم جمعها ومعالجتها وإرسالها إلى مصانع الأدوية في الولايات المتحدة ، حيث يتم تنقية وتصنيع الدواء.

تبسط الخميرة إلى حد كبير هذه العملية ، لذا فإن المسكنات ، نظريًا ، ستصبح أرخص وأكثر بأسعار معقولة حتى في البلدان الفقيرة.

قبل صنع المواد الأفيونية ، قام فريق كريستينا سمولك العلمي بإنشاء خميرة معدلة وراثيًا أنتجت مادة الأرتيميسينين المضادة للملاريا. أثبتت هذه التجربة الناجحة إمكانية تصنيع أدوية أخرى بطريقة مماثلة. يقول الأستاذ سمولك:

"عندما بدأنا العمل قبل عشر سنوات ، اعتبر العديد من الخبراء أنه من المستحيل إنشاء خميرة تحل محل العملية برمتها من المزرعة إلى الإنتاج" . ومع ذلك ، كان من الممكن إثبات أن هذا لا يزال حقيقيًا. صحيح ، في حين أن إطلاق الدواء صغير للغاية: يتطلب الحصول على جرعة واحدة من مسكن الألم ما يصل إلى 16650 لترًا من الخميرة المعدلة وراثيًا. ولكن الأهم من ذلك ، أثبتت التجربة الإمكانية النظرية لمثل هذه العملية.

تحتوي الخميرة المعدلة وراثيًا على 23 جينًا غريبًا من خمسة كائنات حية موضحة في الرسم التوضيحي (من الأعلى إلى الأسفل): خشخاش كاليفورنيا ، الفئران ، الأسماك المدخنة ، البكتيريا وخشخاش الأفيون.



تم إدخال أجزاء من الحمض النووي لهذه الكائنات في خلايا الخميرة. وبمساعدتها ، يمكن للخلايا أن تنتج جميع الإنزيمات اللازمة لتحويل السكر إلى هيدروكودون ، مما يمنع مستقبلات الألم في الدماغ.

تقول ستيفاني جالاني ، طالبة دراسات عليا في ستانفورد وعضو في مجموعة الأبحاث الصغيرة: "إنزيمات تنتج جزيئات وتدمرها". "هؤلاء هم أبطال الأحياء في القتال."

تنتج العديد من النباتات ، بما في ذلك خشخاش الأفيون ، جزيء S-reticulin ، وهو مقدمة للمكونات النشطة التي لها خصائص مسكنة. في خشخاش الأفيون ، يتغير S-reticulin بشكل طبيعي إلى نسخة تشبه المرآة من R-reticulin. وجد فريق البحث البروفيسور سمولك إنزيمًا يعيد تكوين الشبكية.


S-reticulin و R-reticulin

بعد إعادة تشكيل الريتكولين ، تتولى إنزيمات أخرى ، بما في ذلك ستة إنزيمات من الجرذ لإكمال إنتاج الجزيء المطلوب.

خلال الاختبار التجريبي ، تم تنظيم خطين للإنتاج. ينتج أحد التبين ، والذي يمكن استخدامه لصنع مسكنات الألم. من ناحية أخرى هو الهيدروكودون.

يقول سمول: "هذه هي البداية فقط". "إن التقنية التي طورناها لمسكنات الألم الأفيونية يمكن تكييفها لإنتاج العديد من الأدوية النباتية لمحاربة السرطان والأمراض المعدية والأمراض المزمنة مثل ارتفاع ضغط الدم والتهاب المفاصل."

المادة العلمية "الحيوي كاملة من المواد الأفيونية في الخميرة" وقد نشرت في 14 أغسطس 2015 في دورية العلوم .

Source: https://habr.com/ru/post/ar382957/