Subskrybuj nas na Youtube
Zapisz się na newsletter
Piękno nauki polega na tym, że jest ona odzwierciedleniem teorii chaosu, według której delikatne machnięcie skrzydeł motyla w Amazonii może spowodować powódź na Opolszczyźnie. W tym przypadku bakteria znaleziona w oczyszczalni ścieków w Urugwaju dała początek medycznej rewolucji w dziedzinie triterpenów – to substancje występujące w roślinach, które są przez nie wytwarzane do ochrony przed wirusami oraz bakteriami.
Teoria chaosu w praktyce
Dla człowieka mają wielkie znaczenie, ponieważ m.in. zabijają komórki rakowe. Rewolucja polega na modyfikacji dipterokarpolu, znajdującego się w soku drzewa tropikalnego Dipterocarpus alatus (oraz w łupinach orzecha włoskiego). W Kambodży żywica tego drzewa jest wykorzystywana do leczenia trudno gojących się ran.
– Pracuję w instytucie już od ponad 10 lat, tutaj zrobiłam doktorat, który dotyczył enzymów pozyskiwanych z bakterii beztlenowych Sterolibacterium denitrificans. Ten mikroorganizm spotykany jest w osadach dennych urugwajskich oczyszczalni ścieków, gdzie, by przeżyć, pozyskuje węgiel i energię ze związków steroidowych, które rozkłada – mówi dr Agnieszka Wojtkiewicz z Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.
Pozyskana z niemieckiej bazy mikroorganizmów bakteria została już dokładnie przebadana pod kątem wytwarzanych enzymów. Wiele z nich ma bardzo ciekawe właściwości: modyfikują związki steroidowe czy aktywują witaminę D3, ale jeden okazał się naprawdę wyjątkowy. – To rodzaj katalizatora, który jest w stanie selektywnie, z wydajnością do 100 proc., przetwarzać występujące w roślinach triterpeny, które budową przypominają związki steroidowe, na substancje 5–10 razy aktywniejsze. Na początek spróbowałam z dipterokarpolem, bo ma udowodnione właściwości przeciwnowotworowe, czyli, by powiedzieć – selektywnie zabija komórki rakowe. To był strzał w dziesiątkę – opowiada Wojtkiewicz.
Wszechstronny enzym
Dzięki enzymowi z urugwajskiej bakterii powstał specyfik, którego można podać znacznie mniej, by uzyskać ten sam efekt terapeutyczny. Ma to kluczowe znaczenie dla produkcji potencjalnych leków, bo triterpenów w roślinach jest mało: są to ilości gramowe. – Do reakcji potrzebujemy dwóch rzeczy: surowca pochodzenia roślinnego i katalizatora, czyli enzymu, który sami wytwarzamy. Do tego specjalny pojemnik, woda i kilogram cukru. Bakterie szybko się namnażają, co jest superekonomiczne i ekologiczne – dodaje badaczka.
Jako przykład kolejnego potencjalnego zastosowania enzymu uzyskiwanego z urugwajskiej bakterii Wojtkiewicz podaje modyfikację triterpenu o nazwie lupeol: po przetworzeniu otrzymuje się glochidon. – Ma on zastosowanie m.in. przy regeneracji tkanek oraz jest kandydatem do terapii przeciwcukrzycowych. Ale jest go bardzo mało w przyrodzie. Z roślin leczniczych można go pozyskać w ilościach miligramowych. Przy wykorzystaniu naszej technologii jesteśmy w stanie dostarczać go w ilościach gramowych, a przy dalszej optymalizacji procesu – nawet kilogramowych. Bo nasza metoda modyfikacji jest skalowalna i uniwersalna dla całej gamy triterpenów, które teraz wchodzą na medyczne salony – mówi Wojtkiewicz. Istotne jest również to, że wyizolowany w Krakowie z bakterii enzym jest unikatowy – do tej pory nie znaleziono wydajnej metody chemicznej ani biotechnologicznej, która przeprowadzałaby tego typu modyfikację triterpenów.
Wymierne wsparcie
Doktor Wojtkiewicz otrzymała właśnie grant SONATA BIS z Narodowego Centrum Nauki za "Enzymatyczne przygotowanie nowych odwodornionych pentacyklicznych triterpenów o znaczeniu farmakologicznym”. – Chciałabym nawiązać współpracę z ośrodkami, gdzie będzie można te aktywowane, często zupełnie nowe związki przebadać. Sprawdzić, które mogą pomóc skutecznie zwalczać wirusy, nowotwory, albo znajdą zastosowanie w leczeniu choroby Parkinsona lub Alzheimera – mówi badaczka.
Przebadane triterpeny mogą stać się podstawą wytwarzania leków, wyrobów medycznych czy kosmoceutyków – tuningowanych kremów do twarzy, rąk, regenerujących balsamów czy odżywek do włosów. Jak widać, natura sama chce się podzielić tym, co ma, nawet jeśli trzeba zaprząc do pracy bakterie z oczyszczalni ścieków w Urugwaju. ©Ⓟ
Materiały prasowe
