Несколько дорогих противораковых блокбастеров алкалоидов, используемых в химиотерапии, таких как терпеноидные индольные алкалоиды — винбластин и винкристин, в настоящее время извлекаются из растения Catharanthus roseus (мадагаскарский барвинок) по высокой цене. Эти соединения используются для лечения лимфомы Ходжкина, рака груди, мелкоклеточного рака легких и лейкемии. Обычно в тканях растений накапливаются очень низкие уровни, но химический синтез не является экономичной альтернативой из-за их очень сложной структуры и специфических стереохимических особенностей. На международном уровне были приложены большие усилия для разработки более доступных и рентабельных источников этих лекарств.
Биотехнологическое производство ценных соединений растительного происхождения с использованием культур растительных клеток является привлекательной и устойчивой альтернативой экстракции из цельного растительного материала. Однако путь биосинтеза, ведущий к этим соединениям у растений, длинный и сложный, с множеством ферментативных стадий, которые все еще в значительной степени не охарактеризованы на генетическом уровне. Одной из основных целей европейского консорциума SmartCell было раскрыть метаболический путь, ведущий к терпеноидным индольным алкалоидам барвинка.
Консорциуму SmartCell удалось выяснить весь восходящий сегмент пути биосинтеза терпеноидных индоловых алкалоидов, как описано в новаторской статье, опубликованной в журнале Nature Communications.Полный путь двенадцати ферментов был реконструирован в растениях табака, что открыло путь к рентабельному производству разнообразных терапевтических соединений.
Кроме того, были разработаны технологии культивирования клеток, а культивирование растительных клеток было расширено с использованием биореакторов в пилотной лаборатории VTT в Финляндии.«Использование растительных клеток в качестве настоящих« зеленых химических заводов »теперь становится возможным впервые.
Разработанная технология и опыт, полученный в отношении терпеноидных индольных алкалоидов в этом проекте, могут быть использованы и применены к другим соединениям и растениям», — говорится в сообщении. координатор проекта д-р Кирси-Марья Оксман-Калдентей из VTT.