Томаты могут стать доступным источником лекарства от болезни Паркинсона

Учёные создали томат, обогащённый препаратом L-DOPA от болезни Паркинсона, который может стать новым доступным источником одного из основных лекарств в мире.

Развитие генетически модифицированных (ГМ) томатов имеет последствия для развивающихся стран, где доступ к фармацевтическим препаратам ограничен.

Это новое использование растений томатов в качестве естественного источника L-DOPA также даёт преимущества людям, которые страдают от негативных последствий химически синтезированного L-DOPA: включая тошноту и поведенческие осложнения.

Томат был выбран в качестве широко выращиваемой культуры, которая может быть использована для масштабного производства и потенциально может предложить стандартизированный и контролируемый природный источник L-DOPА.

Команда, возглавляемая Центром Джона Иннеса, модифицировала плод томата, введя ген, ответственный за синтез L-DOPA в свёкле, где он функционирует в производстве пигментов беталаинов.

L-DOPA вырабатывается из тирозина – аминокислоты, содержащейся во многих продуктах. Исследовательская группа ввела ген, кодирующий тирозиназу – фермент, который использует тирозин для построения таких молекул, как L-DOPA. Это повысило уровень L-DOPA конкретно в плодовой части растения и привело к более высоким урожаям, чем в тех случаях, когда производство L-DOPA происходило во всём растении.

Уровни, достигнутые в плодах томатов – 150 мг L-DOPA на кг томатов – были сопоставимы с теми, что наблюдались в других растениях, накапливающих L-DOPA, но без некоторых известных недостатков, которые ранее препятствовали метаболическому производству препарата растениями.

Теперь цель состоит в том, чтобы создать производственный процесс, где L-DOPA извлекается из томатов и очищается в фармацевтический продукт.

Профессор Кэти Мартин (Cathie Martin), автор исследования, объясняет: “Идея в том, что вы можете выращивать томаты с относительно небольшой инфраструктурой. В качестве ГМО (генетически модифицированных организмов) вы могли бы выращивать их в полупрозрачных теплицах, контролируемых средах с очень узкими сетками, так, чтобы у вас не было выхода пыльцы из-за насекомых”.

“Тогда вы могли бы расшириться при относительно низких затратах. Местная промышленность могла бы приготовить L-DOPA из томатов, потому что она растворима, и вы можете делать экстракцию. Тогда вы могли бы относительно несложно получить очищенный продукт, который можно было бы распределить на месте”.

Болезнь Паркинсона – растущая проблема в развивающихся странах, где многие люди не могут позволить себе ежедневно платить 2 доллара за синтетический L-DOPA.

L-DOPA является аминокислотным предшественником нейрохимического дофамина и используется для компенсации истощённого запаса дофамина у пациентов с болезнью Паркинсона.

L-DOPA, также известный как Levodopa, был золотым стандартом терапии болезни Паркинсона с момента его создания в качестве препарата в 1967 году. Это одно из основных лекарственных средств, заявленных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), и его рыночная стоимость исчисляется сотнями миллиардов долларов.

Наиболее распространённая форма препарата производится химическим синтезом, но имеются и природные источники. Только несколько растений, как сообщается, содержат измеримые количества молекулы, главным образом в семенах.

Наиболее изученными являются бархатные бобы, Mucuna pruriens, содержащие в своих семенах до 10% L-DOPA. Но они проблематичны, потому что растение покрыто крапивными волосками, содержащими мукуниан, который может вызвать раздражение и аллергические реакции у полевых рабочих, собирающих урожай. Сами бобы вызывают повышенный уровень триптаминов, которые могут вызывать галлюцинации у пациентов с болезнью Паркинсона.

“Мы продемонстрировали, что использование экспрессирующих тирозиназу томатов в качестве источника L-DOPA возможно. Это ещё одна демонстрация того, что томат является отличным вариантом для синтетической биологии. Кроме того, были обнаружены удивительные полезные эффекты, включая улучшение срока годности и повышение уровня аминокислот, которые мы можем исследовать”,- говорит первый автор – доктор Дарио Брейтель (Dario Breitel).

Источник: jic.ac.uk