Tulosta Tulosta Lähetä linkki Bookmark and Share

VTT: Arvokkaille syöpälääkkeille tulossa edullinen ja ympäristöä säästävä tuotantomenetelmä kasvisolutekniikasta

07.04.2014


VTT on yhteistyökumppaneidensa kanssa kehittänyt EU:n SmartCell-projektissa uraauurtavia menetelmiä, joilla lääkeyhdisteiden tuotantoa on parannettavissa kasvibiotekniikan keinoin. Biotekniset tuotantomenetelmät ovat edullinen ja ympäristöä säästävä vaihtoehto harvinaisten ja vaikeasti syntetisoitavien lääkeyhdisteiden tuotantoon. Tutkimustulokset on julkaistu Nature Communications -lehdessä 7.4.2014.

VTT:n koordinoima ja 14 eurooppalaisen tutkimuskumppanin SmartCell-projekti keskittyi Madagaskarilta kotoisin olevan punatalvion (Catharanthus roseus) salaisuuksien selvittämiseen. Koristekasvinakin tunnetun punatalvion sisältämiä yhdisteitä – vinkristiiniä ja vinblastiinia – käytetään Hodgkinin taudin, rintasyövän, pienisoluisen keuhkosyövän ja leukemian hoidossa. Lääkkeet ovat erittäin kalliita, koska grammaan lääkeainetta tarvitaan satoja kiloja kasvin lehtiä. Yhdisteiden synteettinen tuotanto kemiallisesti on monimutkaisten rakenteiden vuoksi taloudellisesti kannattamatonta.

SmartCell-projektissa tunnistettiin mittavasta biologisesta informaatiosta joukko geenejä, joiden todettiin vaikuttavan arvokkaiden yhdisteiden tuotantoon kasvisolussa. Tutkijat kehittivät menetelmiä, joilla vinkristiinin ja vinblastiinin pitkä, 12 geenin säätelemä monimutkainen biosynteesireitti voitiin kartoittaa niiden tärkeimpään esiasteeseen, striktosidiiniin, asti. Lisäksi kehitettiin menetelmiä, joilla kasvisoluun voidaan viedä samanaikaisesti useita geenejä ja selvittää niiden toimintaa huomattavasti aikaisempaa nopeammin.

”Projektissa saatua tietoa punatalvion geenien toiminnasta voidaan hyödyntää erinomaisesti myös muihin kasveihin”, sanoo projektin koordinaattori, dosentti Kirsi-Marja Oksman-Caldentey VTT:stä.

VTT kehitti myös SmartCell-projektissa käytetyn soluviljelytekniikan ja osoitti, että kasvisoluja voidaan menestyksekkäästi kasvattaa myös suuressa mittakaavassa erityisissä bioreaktoreissa. Menetelmällä voidaan korvata ympäristöä rasittavia valmistusprosesseja, kuten kemiallisia synteesejä tai harvinaisten ja uhanalaisten kasvilajien käyttöä teollisessa tuotannossa.

”Tätä bioteknistä menetelmää on jo kokeiltu VTT:n Otaniemen laboratoriossa muun muassa marja- ja tupakkakasvien soluilla, ja tulokset ovat olleet erittäin hyviä”, kertoo Oksman-Caldentey.

VTT kehitti SmartCell-projektissa myös Locida-analyysimenetelmän, jolla voi tarkastella eri geenien vaikutuksia kasvisolujen tuottamien yhdisteiden pitoisuuksiin helpolla ja visuaalisella tavalla. Tämä bioinformatiikan työkalu on julkaistu GPLv2-lisenssillä, ja sen voi ladata ilmaiseksi yritysten ja tutkimusorganisaatioiden käyttöön GitHub-hosting-palvelusta (https://github.com/).

SmartCell-projektin tutkimustulokset on julkistettu tähän mennessä yhteensä 118:ssa vertaisarvioinnin läpikäyneessä tieteellisessä julkaisussa. Arvostettu Nature Communications -lehti on julkaissut nyt lääkeyhdisteiden syntymiseen liittyvien geenien karakterisointiin liittyvät tutkimustulokset 7.4.2014.

Viite: K. Miettinen, L. Dong, N. Navrot, T. Schneider, V. Burlat, J. Pollier, L. Woittiez, S. van der Krol, R. Lugan, T. Ilc, R. Verpoorte, K.-M. Oksman-Caldentey, E. Martinoia, H.J. Bouwmeester, A. Goossens, J. Memelink & D. Werck-Reichhart (2014): The seco-iridoid pathway from Catharanthus roseus. Nature Communications.

MEDIAMATERIAALI

Kuva: Koristekasvina tunnettu punatalvio sisältää arvokkaita syövän hoidossa käytettäviä lääkeyhdisteitä. SmartCell-projektissa pystyttiin selvittämään, miten näiden yhdisteiden esiasteet muodostuvat kasveissa geenitasolla ja kehitettiin uusia bioteknisiä menetelmiä niiden tuottamiseksi kasvibiotekniikan keinoin. (Kuva: VTT)

SmartCell-projekti: http://www.smart-cell.org


Lisätietoja

Kirsi-Marja Oksman-Caldentey
Tutkimusalueen päällikkö, dosentti
020 722 4459,

 

 

Lisätietoja

Kirsi-Marja Oksman-Caldentey
Tutkimusalueen päällikkö, dosentti
020 722 4459,