Создание генетически модифицированных (ГМ) томатов имеет значение для развивающихся стран, где доступ к фармацевтическим препаратам ограничен.
Это новое использование томатов в качестве естественного источника L-DOPA также предлагает преимущества для людей, которые страдают от побочных эффектов, включая тошноту и поведенческие осложнения, химически синтезированной L-DOPA .
Томат – был выбран как широко культивируемая культура, которую можно использовать для увеличения производства, и потенциально предлагать стандартизированный и контролируемый естественный источник L-DOPA .
Команда под руководством Центра Джона Иннеса модифицировала плод томата, внедрив ген, отвечающий за синтез L-DOPA в свекле, где он участвует в производстве пигментов беталаина.
L-ДОПА производится из тирозина, аминокислоты, содержащейся во многих продуктах питания.
Исследовательская группа вставила ген, кодирующий тирозиназу, фермент, который использует тирозин для создания таких молекул, как L-DOPA . Это повысило уровень L-DOPA, особенно в плодовой части растения, и привело к более высоким урожаям, чем те, которые связаны с производством L-DOPA на всем растении.
Уровни, достигнутые в плодах томата – 150 мг L-ДОФА на кг томатов – были сопоставимы с уровнями, наблюдаемыми в других растениях, накапливающих L-ДОФА, – без некоторых известных недостатков, которые ранее препятствовали метаболическому производству препарата растениями.
Сейчас цель состоит в том, чтобы создать производственный конвейер, в котором L-DOPA извлекается из помидоров и очищается до фармацевтического продукта.
Профессор Кэти Мартин (FRS), автор-корреспондент исследования, поясняет: «Идея состоит в том, что вы можете выращивать помидоры с относительно небольшой инфраструктурой.
В качестве ГМО (генетически модифицированных организмов) вы можете выращивать их в экранированных помещениях, контролируемых средах с очень узкими ячейками, чтобы пыльца не ускользнула через насекомых.
"Тогда вы сможете увеличить масштаб по относительно низкой цене. Местная промышленность могла бы приготовить L-ДОФА из помидоров, потому что она растворима, и вы можете проводить экстракцию. Тогда вы могли бы сделать очищенный продукт с относительно низкими технологиями, который можно было бы продавать на месте."
Болезнь Паркинсона – растущая проблема в развивающихся странах, где многие люди не могут позволить себе ежедневную цену на синтетический L-DOPA в 2 доллара .
L-ДОФА является аминокислотным предшественником нейрохимического дофамина и используется для компенсации истощения запасов дофамина у пациентов с болезнью Паркинсона.
L-ДОФА, также известная как леводопа, является золотым стандартом терапии болезни Паркинсона с момента ее создания в качестве лекарства в 1967 году.
Это одно из основных лекарств, заявленных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), и его рыночная стоимость исчисляется сотнями миллиардов долларов.
Наиболее распространенная форма препарата производится путем химического синтеза, но также доступны природные источники.
Сообщается, что только несколько растений содержат измеримые количества молекулы, в основном в семенах.
Наиболее изученным является бархатная фасоль Mucuna pruriens, в семенах которой содержится до 10% L-ДОФА. Но это проблематично, потому что растение покрыто волосками, которые содержат мукуниан, который может вызвать раздражение и аллергические реакции у полевых рабочих, собирающих урожай. Сами бобы вызывают повышенный уровень триптаминов, которые могут вызывать галлюцинации у пациентов с болезнью Паркинсона.
«Мы продемонстрировали, что использование томатов, экспрессирующих тирозиназу, в качестве источника L-DOPA возможно. Это еще одна демонстрация того, что помидор – отличный вариант для синтетической биологии.
Кроме того, были обнаружены удивительные положительные эффекты, включая увеличение срока хранения и повышение уровня аминокислот, которые мы можем исследовать », – говорит первый автор, д-р Дарио Брейтель.