Naučnici proizveli paradajz koji bi mogao biti jeftini izvor levodope

Naučnici su stvorili paradajz obogaćen levodopom ili L-DOPA, standardnom terapijom za ljude sa Parkinsonovom bolešću

Ovi paradajz mogao bi predstavljati skalabilni, jeftini alternativni izvor L-DOPA za Parkinsonove pacijente, posebno one u zemljama u razvoju u kojima su troškovi liječenja zabranjeni.

Dodatne prednosti konstruirane rajčice uključuju višu razinu aminokiselina, antioksidansa, duži vijek trajanja i veću otpornost na gljivice od obične rajčice. 

“Ideja je da paradajz možete uzgajati s relativno malo infrastrukture”, rekla je autorica studije dr. Cathie Martin u saopćenju za javnost . “Kao GMO (genetski modificirani organizmi), mogli biste ih uzgajati u sitarama, u kontroliranim okruženjima s vrlo uskim mrežicama, tako da ne biste imali da pelud pobjegne kroz insekte.”

„Tada biste se mogli povećati po relativno niskoj cijeni. Lokalna industrija mogla bi pripremiti L-DOPA od paradajza jer je topiv, a vi možete vršiti ekstrakcije. Tada biste mogli napraviti pročišćeni proizvod relativno niske tehnologije koji bi se mogao izdavati lokalno “, dodala je. 

Nalazi su detaljno opisani u studiji „ Metabolički inženjering ploda paradajza obogaćenog L-DOPA “, objavljenoj u časopisu Metabolic Engineering

L-DOPA je zlatni standard u liječenju Parkinsona. Ulaskom u mozak, on se pretvara u dopamin – neurotransmiter, ili hemijski prenosnik, koji se postepeno gubi kod ljudi s tim stanjem. 

Najčešći izvor L-DOPA je hemijska sinteza. Ali postoje i biološki izvori, uglavnom u biljnom sjemenu, za koje se smatra da je L-DOPA koristan kao obrambeni repelent protiv grabežljivaca i drugih invazivnih biljaka. 

Međutim, postoje neki problemi s ekstrakcijom L-DOPA direktno iz biljaka ili sjemena, uključujući prisustvo drugih toksičnih jedinjenja; prema tome, stvaranje velike količine L-DOPA u sigurnijim biljnim vrstama može biti izvediva alternativa hemijskoj sintezi. 

Nadalje, kako se učestalost Parkinsonove bolesti povećava u zemljama u razvoju, gdje mnogi ne mogu priuštiti sintetički L-DOPA, bio bi koristan i jeftiniji izvor. 

Paradajz je široko uzgajana kultura sa dobro karakteriziranim genomom i metabolizmom. Kao izvor L-DOPA, paradajz ima prednost visokog nivoa askorbata – ili vitamina C – koji bi sprečio oksidaciju L-DOPA.

Na osnovu toga, istraživači iz John Innes centra u Velikoj Britaniji razvili su biljku paradajza koja je akumulirala L-DOPA u mesnatom plodu, a koja se može povećati za veliku proizvodnju, potencijalno pružajući standardizirani prirodni izvor L-DOPA.

U nekoliko biljnih vrsta, L-DOPA generišu enzimi (tirozinaze) iz aminokiseline tirozina – proteinskog gradivnog bloka. Ovdje je tim koristio gen poznat kao CYP76AD6 koji pruža upute za stvaranje jednog od ovih enzima u cikli, srodniku šećerne repe. 

Je CYP76AD6 gen je umetnuta u paradajz genom uz segment DNK koji je promovisao visoka aktivnost gena u plodu paradajza. Testovi su potvrdili nakupljanje L-DOPA u ovim paradajzima do 0,18% ukupne suve mase. Neobrađeni paradajz nije pokazao nakupljanje.  

Budući da se L-DOPA sintetizira iz tirozina, što je biljci neophodno, provedeni su metabolički testovi kako bi se utvrdio utjecaj umetanja ovog gena. Eksperimenti su pronašli viši nivo drugih aminokiselina u paradajzu L-DOPA. Očekivano, razine tirozina bile su niže nego u običnom voću, ali to smanjenje nije bilo statistički značajno. 

Dalje, tim je ukrštao paradajz L-DOPA sa drugim paradajzom koji nosi gen poznat kao MYB12 iz biljke arabidopsis, rođaka kupusa koji generiše viši nivo prekursora L-DOPA tirozina. Ovdje je prosječna nakupina L-DOPA iznosila 0,27% suve mase, što je bilo više od 30% više nego kod nekrstanih paradajza L-DOPA. 

Ukršteno voće L-DOPA takođe je imalo veći antioksidativni kapacitet nego bilo koja od roditeljskih linija, “što potvrđuje pozitivnu povezanost između nivoa L-DOPA i antioksidativnog kapaciteta”, napisali su istraživači.

Da bi se ispitalo da li visoki antioksidativni kapacitet utječe na rok trajanja, paradajz je ostavljen pet tjedana. Iako je stopa gubitka vode u voću koje akumulira L-DOPA bila nešto brža u odnosu na redovne paradajze, voće iz kontrolnih biljaka je omekšavanje završilo za tjedan dana. Suprotno tome, paradajz L-DOPA bio je čvršći i omekšao između tri do pet nedelja. 

L-DOPA paradajz je takođe bio otporniji na parazitsku gljivičnu infekciju od običnog voća. Također su bile  nešto tamnije i na površini su imale tamnosmeđe mrlje, što je potvrđeno kao melanin. Ovaj proizvod razgradnje L-DOPA bio je niži u netaknutom voću, ali se brzo dogodio nakon izlaganja zraku.

Istraživači su procijenili da je nivo proizvedenog L-DOPA 150 mg po kg paradajza. 

“Nivoi L-DOPA postignuti u plodu paradajza bili su uporedivi sa nivoima u drugim nesemenskim organima L-DOPA – akumulirajućim biljkama”, napisali su istraživači. 

„Pokazali smo da je moguća upotreba paradajza koji eksprimira tirozinazu kao izvor L-DOPA. To je daljnja demonstracija paradajza kao snažne opcije za sintetsku biologiju. Pored toga, bilo je iznenađujućih blagotvornih učinaka, uključujući poboljšanje roka trajanja i povišene razine aminokiselina koje možemo istražiti “, rekao je dr. Dario Breitel, prvi autor studije. 

Komentariši

Upišite vaše podatke ispod ili kliknite na jednu od ikona da se prijavite:

WordPress.com logo

You are commenting using your WordPress.com account. Odjava /  Promijeni )

Google photo

You are commenting using your Google account. Odjava /  Promijeni )

Twitter slika

You are commenting using your Twitter account. Odjava /  Promijeni )

Facebook fotografija

You are commenting using your Facebook account. Odjava /  Promijeni )

Povezivanje na %s