Исследователи превратили гриб в фабрику по лечению болезней с помощью современной генной инженерии и терпения. Природный антибиотик является многообещающим лекарством от тропической болезни, называемой африканским трипаносомозом человека (African trypanosomiasis), или африканской сонной болезнью, которая ежегодно поражает тысячи людей в отдаленных сельских районах Африки к югу от Сахары и которую зачастую вообще не лечат.
«Наше сотрудничество началось около четырех лет назад, и мы, наконец, достигли нашей цели», — сказал профессор Икуро Абэ из Департамента Фармацевтических Наук Токийского университета.
«Кластер генов в грибе уникален — посредством простой генетической делеции мы создали штамм Гриба, который производит только высокие концентрации желаемого антибиотика», — объяснил Эйб.
Профессор Киоши Кита, который вышел на пенсию из Токийского университета в 2016 году, посвятил большую часть своей карьеры пониманию и лечению африканской сонной болезни. Исследовательская группа Эйба присоединилась к проекту благодаря своему опыту в картировании химических путей, которые ведут от генов к белкам внутри клеток.
Исследовательская группа Эйба использовала свой опыт биосинтеза для генетической модификации гриба, чтобы он производил большое количество одного конкретного антибиотика.
Гриб Acremonium egyptiacum естественным образом производит два различных типа антибиотиков: один токсичен для человека, но другой был идентифицирован Киоши Кита как потенциальное лечение африканской сонной болезни в 1996 году, в то время когда он работал с сотрудниками Фармацевтического Колледжа Ниигата.
Искусственно синтезировать антибиотик было бы не рентабельно и более общий метод использования бактерий для производства химического соединения неосуществим.
Исследовательская группа Эйба определила, что два антибиотика из этого гриба производятся из одной и той же молекулы-предшественника. После того как прекурсор создан, две отдельные группы в составе энзимов производят два различных антибиотика.
Исследователи могут оставить молекулу-предшественник и гены, ответственные за желаемый антибиотик, полностью неизменными, просто удалив гены, ответственные за другой токсичный антибиотик.
В каждом литре этого гриба, который исследователи выращивают в лаборатории, инженерный штамм гриба может производить 500 миллиграммов антибиотика.
«Мы считаем, что это исключительно хорошая производственная система», — сказал Эйб.
Исследователи подали заявку на патент на инженерный штамм гриба. Сотрудники корпорации Kikkoman, наиболее известной производством соевого соуса, будут заниматься промышленным ростом генно-инженерного гриба и очисткой антибиотика.
Желаемый антибиотик, аскофуранон, также является кандидатом на лечение рака.
Об африканском трипаносомозе человека
У людей может развиться африканская сонная болезнь, если их укусит муха. Болезнь вызвана паразитом, который попадает от мухи в кровь человека, а затем перемещается к нервным окончаниям мозга и спинного мозга. Болезнь часто приводит к летальному исходу в течение трех лет. Тот же паразит может заражать и домашних животных.
Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) стремится к 2020 году ликвидировать африканский трипаносомоз человека как проблему общественного здравоохранения.
Источник: University of Tokyo