Olomoučtí vědci přišli na to, jak z ječmene vytvořit přírodní antibiotikum

Nový objev může výrazně snížit cenu tohoto lidského peptidu, jehož miligram nyní kvůli složitému výrobnímu procesu stojí až několik desítek tisíc korun. To řekl vedoucí výzkumného týmu a ředitel CRH Ivo Frébort. Výsledky výzkumu publikoval časopis Biotechnology Journal.

Členka vědeckého týmu Edita Holásková uvedla, že katelicidin je jedním z nejznámějších antimikrobiálních peptidů lidské kůže a je součástí její obranné funkce před infekčními mikroorganismy. Dokáže narušit buněčnou membránu bakterií, čímž způsobí jejich smrt. Katelicidin je možné využít v lékařství například při léčení chronických ran a kožních onemocnění.

„Právě díky svým schopnostem rychle a účinně zabraňovat množení patogenních mikroorganismů má peptid velký potenciál při léčbě nejrůznějších infekcí včetně těch, které jsou způsobeny kmeny, jež si vytvořily odolnost vůči antibiotikům. Jednou z hlavních překážek pro komerční uplatnění katelicidinu je ale jeho vysoká výrobní cena,“ uvedla.

Právě vysoká výrobní cena byla jedním z důvodů, proč se olomoučtí výzkumníci rozhodli vyrobit tento peptid v rostlinách, a to i přesto, že je čekala značně komplikovaná práce. Peptidy mají jen omezenou stabilitu a pro hostitelskou rostlinu můžou být toxické. Vědci proto museli optimalizovat řadu parametrů, které mají vliv nejen na množství a stabilitu peptidu, ale i na jeho případnou fytotoxicitu.

„Nejdříve jsme otestovali vliv různých proteinových či peptidových molekul na výše zmíněné faktory. Následně jsme navrhli různé varianty genu pro lidský katelicidin a vnesli je nejprve do listů tabáku, kde vznikly hybridní molekuly. Po výběru nejúčinnější produkční strategie jsme vybrané geny vnesli do ječmene. Vypěstované transgenní rostliny produkovaly katelicidin, a to jen v obilce," uvedl Frébort.

Vědci dokázali tímto způsobem získaný peptid izolovat a otestovat jeho antimikrobiální aktivitu. Zjistili také, že katelicidin či jeho varianty nemají na rostlinu negativní vliv. Frébort upozornil, že i když je produkce antibakteriálního peptidu v ječmeni velkým úspěchem, cesta nové technologie od laboratorních pokusů k využití v praxi bude dlouhá. Olomoučtí vědci se budou snažit zvýšit množství vyprodukovaného peptidu v rostlině a minimalizovat náklady spojené s jeho výrobou i izolací.

CRH, v němž pracují desítky vědců z několika zemí, bylo v Olomouci otevřeno v roce 2013. Vybudování moderního vědeckého pracoviště stálo 808 milionů korun, přičemž investiční náklady pokryla dotace z fondů EU a státního rozpočtu. Na projektu se podílejí Univerzita Palackého, Ústav experimentální botaniky AV ČR a Výzkumný ústav rostlinné výroby.