Vědci z olomouckého Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH) přišli na způsob, jak pomocí genetické modifikace přimět ječmen produkovat látku katelicidin, která je důležitou součástí lidského imunitního systému a působí jako přírodní antibiotikum. Nový objev může výrazně snížit cenu tohoto lidského peptidu, jehož miligram nyní kvůli složitému výrobnímu procesu stojí až několik desítek tisíc korun, sdělil vedoucí výzkumného týmu a ředitel CRH Ivo Frébort. Výsledky výzkumu publikoval časopis Biotechnology Journal.
Členka vědeckého týmu Edita Holásková uvedla, že katelicidin je jedním z nejznámějších antimikrobiálních peptidů lidské kůže a je součástí její obranné funkce před infekčními mikroorganismy. Dokáže narušit buněčnou membránu bakterií, čímž způsobí jejich smrt. Katelicidin je možné využít v lékařství například při léčení chronických ran a kožních onemocnění.
„Právě díky svým schopnostem rychle a účinně zabraňovat množení patogenních mikroorganismů má peptid velký potenciál při léčbě nejrůznějších infekcí včetně těch, které jsou způsobeny kmeny, jež si vytvořily odolnost vůči antibiotikům. Jednou z hlavních překážek pro komerční uplatnění katelicidinu je ale jeho vysoká výrobní cena,“ uvedla.
Právě vysoká výrobní cena byla jedním z důvodů, proč se olomoučtí výzkumníci rozhodli vyrobit tento peptid v rostlinách, a to i přesto, že je čekala značně komplikovaná práce. Peptidy mají jen omezenou stabilitu a pro hostitelskou rostlinu můžou být toxické. Vědci proto museli optimalizovat řadu parametrů, které mají vliv nejen na množství a stabilitu peptidu, ale i na jeho případnou fytotoxicitu.
„Nejdříve jsme otestovali vliv různých proteinových či peptidových molekul na výše zmíněné faktory. Následně jsme navrhli různé varianty genu pro lidský katelicidin a vnesli je nejprve do listů tabáku, kde vznikly hybridní molekuly. Po výběru nejúčinnější produkční strategie jsme vybrané geny vnesli do ječmene. Vypěstované transgenní rostliny produkovaly katelicidin, a to jen v obilce,“ uvedl Frébort.
Vědci dokázali tímto způsobem získaný peptid izolovat a otestovat jeho antimikrobiální aktivitu. Zjistili také, že katelicidin či jeho varianty nemají na rostlinu negativní vliv. Frébort upozornil, že i když je produkce antibakteriálního peptidu v ječmeni velkým úspěchem, cesta nové technologie od laboratorních pokusů k využití v praxi bude dlouhá. Olomoučtí vědci se budou snažit zvýšit množství vyprodukovaného peptidu v rostlině a minimalizovat náklady spojené s jeho výrobou i izolací.
CRH, v němž pracují desítky vědců z několika zemí, bylo v Olomouci otevřeno v roce 2013. Vybudování moderního vědeckého pracoviště stálo 808 milionů korun, přičemž investiční náklady pokryla dotace z fondů EU a státního rozpočtu. Na projektu se podílejí Univerzita Palackého, Ústav experimentální botaniky AV ČR a Výzkumný ústav rostlinné výroby.
14.3.2018zdroj: ČTK
