Леводопа из томатов
Помидор с геном свеклы – против болезни Паркинсона
Методами генной инженерии можно быстро создать сельскохозяйственные культуры, которые будут производить несвойственные им лекарственные химические соединения. Такие растения можно использовать непосредственно для терапии, либо как источник нужных веществ. Таким способом недавно были созданы томаты, в плодах которых синтезируется леводопа – лекарство, использующееся для борьбы с болезнью Паркинсона.
Рисунок из пресс-релиза John Innes Centre Tomatoes offer affordable source of Parkinson’s disease drug – ВМ.
На пути к здоровой старости нас поджидает много препятствий, и одно из них – болезнь Паркинсона. Эта медленно, но неуклонно развивающаяся патология центральной нервной системы, сопровождающаяся серьезными двигательными нарушениями (еще одно название этой болезни – «дрожательный паралич»), угрожает в среднем одному из каждой тысячи человек. На сегодня заболевание неизлечимо, но есть средства замедлить его течение и улучшить жизнь больных.
Одним из таких лекарств является леводопа – вещество, являющееся предшественником нейромедиатора дофамина. Дофамин, обеспечивающий работу системы вознаграждения и подкрепления, больше известен как «гормон удовольствия». Но он также регулирует работу двигательной сферы: при недостатке дофамина наблюдается скованность мышц, дрожь, затрудненные движения, характерная сутулая поза, шаркающая походка.
Так как в основе болезни Паркинсона лежит недостаточная выработка дофамина в мозге в результате разрушения и гибели нейронов, участвующих в его синтезе, то леводопа еще с 1967 г. используется для компенсации истощения этого нейромедиатора у таких пациентов. Сам дофамин нельзя использовать для лечения напрямую, так как его «не пускает» в мозг гематоэнцефалический барьер, существующий между кровеносной и центральной нервной системой. А вот его предшественник – леводопа – проходит и служит сырьем для производства в мозге собственного дофамина.
Обычно леводопу синтезируют искусственно, хотя это довольно дорого. К тому же иногда пациенты страдают от побочных эффектов такого «химического» препарата. Между тем имеются и природные источники леводопы, в первую очередь мукуна жгучая из семейства бобовых, которая широко культивируется в тропической зоне как кормовое и пищевое растение. В семенах мукуны содержится до 10% леводопы! Однако сбор их затруднен, так как прикосновение к растению вызывает раздражение и аллергические реакции, а сами семена содержат галлюциногены.
Леводопа образуется в природе из аминокислоты тирозина, и недавно выяснилось, что этот процесс является одним из промежуточных этапов синтеза пигментов беталаинов у обыкновенной красной столовой свеклы (они, кстати, и обеспечивают красный цвет ее корнеплодов).
Ученые из Великобритании и Германии ввели ген свеклы, кодирующий фермент, отвечающий за синтез леводопы из тирозина, в геном томатов – широко распространенной и хорошо генетически изученной культуры. В результате в плодах генно-инженерного помидора стал идти синтез и накопление левоподы, причем уровень этого вещества оказался не ниже, чем в других известных растениях-источниках лекарства.
Статья Breitel et al. Metabolic engineering of tomato fruit enriched in L-DOPA опубликована в журнале Metabolic Engineering.
Ежедневная доза, которая обычно используется при болезни Паркинсона, содержится примерно в 2 кг свежих модифицированных плодов, однако есть такие помидоры для лечения болезни Паркинсона не потребуется. Лекарство будет экстрагироваться из них и, по мнению исследователей, это будет дешевый и простой, не требующий высоких технологий, способ. Кроме того, так как сама леводопа обладает сильными антиоксидантными свойствами, содержащие ее плоды лучше хранятся и оказываются более устойчивыми к патогенным грибкам.
Кстати сказать, в низких дозах экстракты мукуны жгучей используются также как афродизиак и средство от мужского бесплодия. И для этих целей вполне подойдет сок трансгенных помидоров.
Что касается использования «зеленой генной инженерии» в медицинских целях, такие примеры множатся с каждым днем. Так, уже созданы разновидности генно-модифицированного риса, содержащие повышенные уровни витамина А и антиоксидантов, а также вещества, способствующие понижению артериального давления.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru