Kỹ thuật mới trong công nghệ thực vật có thể đáp ứng được nhu cầu về thuốc điều trị bệnh sốt rét

Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Kỹ thuật mới trong công nghệ thực vật có thể đáp ứng được nhu cầu về thuốc điều trị bệnh sốt rét

Thứ ba - 28/06/2016 21:41

Theo một nghiên cứu được được đăng trên tạp chí eLife, một kỹ thuật mới và ít tốn chi phí dùng cho sản xuất artemisinin (thành phần chính của thuốc điều trị sốt rét) có thể giúp đáp ứng được nhu cầu về thuốc điều trị bệnh này.
Artemisinin (thanh hao tố) được chiết xuất với năng suất thấp từ cây Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua), một loại cây dược liệu vốn được biết đến như cây Ngải tây (sweet sworm). Các nhà nghiên cứu tại viện Sinh lý thực vật phân tử Max Planck đã tìm ra một phương pháp mới để sản xuất acid artemisinic, một tiền chất của artemisinin, với năng suất cao. Phương pháp này có liên quan đến việc chuyển quá trình trao đổi chất, bao gồm các chuỗi phản ứng sinh hóa liên quan đến tổng hợp acid artemisinic, từ cây Thanh hao hoa vàng vào cây thuốc lá, là một loại cây trồng có sinh khối cao.
“Sốt rét là một loại bệnh nhiệt đới rất nghiêm trọng, đã cướp đi sinh mạng của nữa triệu người mỗi năm” theo tác giả Ralph Bock, trưởng phòng Sinh học cơ quan, Công nghệ sinh học và Sinh lý sinh thái phân tử.
“Dự đoán trong tương lai, artemisinin sẽ trở thành vũ khí lợi hại nhất đế chống lại bệnh sốt rét, nhưng do việc chiết xuất artemisinin từ thực vật có năng suất thấp, nên hiện tại thuốc này còn quá đắt để áp dụng rộng rãi cho các bệnh nhân ở các quốc gia nghèo. Việc sản xuất acid artemisinic từ thuốc lá, một loại cây có sinh khối lá lớn, có thể cung cấp nguồn nguyên liệu giá thành thấp và bền vững cho sản xuất, giúp mang thuốc đến gần hơn với những bệnhnhân cần điều trị.”

Nhóm nghiên cứu đã gọi phương pháp tạo ra acid artemisinic nhiều hơn này là COSTREL, một phương pháp cho phép chuyển toàn bộ con đường chuyển hóa từ một cây dược liệu đến một cây trồng cho sinh khối (ND). Bước đầu tiên trong phương pháp này là chuyển các gen mã hóa cho nhóm enzyme chủ chốt của con đường tổng hợp acid artemisinic vào trong hệ gen lục lạp của cây thuốc lá, để tạo ra các cây chuyển gen lục lạp.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dòng thuốc lá chuyển gen lụp lạp tốt nhất để đưa bộ gen đã được bổ sung vào trong hệ gen nhân, nhằm tạo ra các dòng thuốc lá COSTREL. Các gen chuyển tiếp này sẽ mã hóa cho các nhân tố làm tăng sự tổng hợp hoặc tạo ra acid theo những phương thức mà đến nay vẫn chưa được biết rõ.
Theo nhà nghiên cứu Paulina Fuentes, tác giả chính của bài báo: “Trong khi việc tổng hợp acid artemisinic ở cây Thanh hao hoa vàng bị giới hạn ở các tuyến lông trên cây, làm cho năng suất thu nhận artemisinin thấp, các dòng cây thuốc lá COSTREL của chúng tôi có thể tổng hợp được artemisinic ở lục lạp và toàn bộ lá.”
“Chúng tôi đã tạo ra hơn 600 dòng cây thuốc lá chuyển gen với sự kết hợp các gen bổ sung khác nhau, và phân tích hàm lượng hợp chất artemisinin mà chúng tạo ra. Sau đó, chúng tôi đã xác định được các dòng cây thuốc lá tạo ra axit artemisinin ở mức độ trên 120 mg trong 1 kg lá. Hợp chất này sẽ được chuyển thành artemisinin một cách dễ dàng qua các phản ứng hóa học đơn giản”.
Mặc dù cần tiếp tục nghiên cứu làm tăng mức sản xuất artemisinin khi nhu cầu sử dụng toàn cầy tăng lên, nghiên cứu này cũng đã đặt nền tảng cho việc sản xuất thuốc rẻ hơn nhiều trong các cây trồng cho sinh khối cao thay vì chỉ với cây dược liệu.
Nghiên cứu này cũng cung cấp một công cụ mới để biến đổi nhiều con đường trao đổi chất phức tạp khác, với tiềm năng làm tăng sự sản xuất các thành phần hợp chất điều trị bệnh quan trọng khác.

KS. Nguyễn Thanh Tài

Nguồn: https://www.sciencedaily.com