Selbstgebraute verschreibungspflichtige Medikamente aus gentechnisch veränderter Hefe, jetzt wachsende Industrie
Selbstgebraute verschreibungspflichtige Medikamente aus gentechnisch veränderter Hefe, jetzt wachsende Industrie
Anonim

Stellen Sie sich vor, Sie könnten Opioid-Schmerzmittel, Antibiotika und Krebsmedikamente auf die gleiche Weise herstellen, wie Sie Bier brauen, ohne jemals Ihr Zuhause verlassen zu müssen. Forscher der University of California in Berkeley hoffen, dass ihre neuesten Forschungen mit Hilfe eines gentechnisch veränderten Hefestamms genau dazu führen.

Mohnpflanzen durchlaufen typischerweise über ein Dutzend verschiedener chemischer Prozesse, bevor sie zu den Opiaten Morphin, Codein und Thebain werden. Von dort verarbeiten pharmazeutische Fabriken die Medikamente weiter zu höherwertigen Medikamenten wie Oxycodon und Hydrocodon. In der Hoffnung, diesen Prozess ohne den Einsatz von Mohnpflanzen nachzubilden, beschäftigt sich ein wachsendes Forschungsgebiet mit der Gentechnik von Hefe, die mit Zucker (Glukose) in einen Bottich geworfen und in diese Medikamente umgewandelt werden kann.

In einer neuen Studie, die in der Zeitschrift Nature Chemical Biology veröffentlicht wurde, beschreiben Forscher, wie sie die erste Hälfte dieses Prozesses erreichen konnten. Ihr modifizierter Hefestamm war in der Lage, aus einem Glukosederivat namens Tyrosin Retikulin zu synthetisieren, das in die oben genannten Opiate umgewandelt werden kann. „Was Sie aus Fermentationssicht wirklich tun möchten, ist, die Hefe Glukose, die eine billige Zuckerquelle ist, zu füttern und die Hefe alle chemischen Schritte ausführen zu lassen, die nachgelagert erforderlich sind, um Ihr therapeutisches Zielarzneimittel herzustellen“, sagte John Dueber, Bioingenieur an der UC Berkeley, in einer Pressemitteilung.

Während das Team noch bestimmen muss, wie der Prozess mit Glukose statt mit Tyrosin gestartet werden kann, wurden die Schritte, die es unternehmen müsste, um von Retikulin zu höherwertigen Medikamenten zu gelangen, bereits in Hefe beschrieben, sagte Vincent Martin, Mikrobiologe an der Concordia University in Quebec. Einige dieser Schritte wurden von Christine Smolke von der Stanford University durchgeführt, die einen modifizierten Hefestamm - mit drei Genen aus der Mohnpflanze und zwei aus einem Bakterium, das Mohnabfälle frisst - verwendete, um Thebain in höherwertige Medikamente umzuwandeln.

Die einzige Hürde, die noch übrig war, bestand darin, die Hefe von vorne anzufangen. Die aktuelle Studie kümmert sich um dieses Problem; Retikulin ist eine Vorstufe von Thebain. Für ihre Studie nahmen die Forscher das Enzym, das für die leuchtende Farbe der Rüben verantwortlich ist, modifizierten seine Gene und fügten sie der modifizierten Hefe hinzu. Dadurch konnte die Hefe Tyrosin in Dopamin umwandeln, das dann in Retikulin und andere Medikamente umgewandelt werden kann. Diese Medikamente wären auch nicht nur Opioide. Als Teil einer Klasse bioaktiver Verbindungen namens Benzylisochinolinalkaloide (BIAs) kann sich Retikulin auch bei der Entwicklung anderer Medikamente zur Behandlung von Krämpfen bis hin zu Infektionen als nützlich erweisen.

Die Herstellung von Opiaten in einem Labor würde die Notwendigkeit drastisch reduzieren, sich auf die wenigen Länder zu verlassen, in denen Mohn legal angebaut wird, um hohe Erträge zu erzielen. Stattdessen können wir sie in einem Labor entwickeln. Während Dueber seine Besorgnis darüber äußerte, dass jetzt Richtlinien zur Verhinderung von Missbrauch und der Opiatproduktion zu Hause diskutiert werden sollten, sagte Smolke, dass es Schritte gibt, die unternommen werden können, um diese Probleme zu vermeiden. Zum Beispiel wird die Hefe wahrscheinlich so konstruiert, dass sie weniger süchtig macht, um Prozesse zu umgehen, die sie in Morphin verwandeln, das oft zu Heroin verarbeitet wird. Sie sagte auch gegenüber Wired, dass der Prozess „sehr spezialisierte und streng kontrollierte Geräte und Bedingungen erfordern würde, die für Nicht-Spezialisten nicht ohne weiteres verfügbar sind“.

Dennoch, da die Forschung so schnell voranschreitet – die aktuelle Studie dauerte nur sechs Monate – ist es jetzt an der Zeit, über politische Maßnahmen nachzudenken, sagte Dueber. „Wir betrachten wahrscheinlich eine Zeitachse von ein paar Jahren, nicht von einem Jahrzehnt oder mehr, in der mit Zucker gefütterte Hefe zuverlässig eine kontrollierte Substanz produzieren könnte“, sagte Dueber. „Es ist an der Zeit, nicht über Richtlinien für diesen Forschungsbereich nachzudenken. Das Feld bewegt sich überraschend schnell, und wir müssen die Nase vorn haben, um das Missbrauchspotenzial zu mindern.“

Beliebt nach Thema