Томаты могут стать новым естественным источником лекарства от болезни Паркинсона

  Ученые вывели томат, обогащенный лекарством от болезни Паркинсона леводопой (L-DOPA), который может стать новым доступным источником одного из основных мировых лекарств. Разработка генетически модифицированного томата имеет большее значение для развивающихся стран, где доступ к фармацевтическим препаратам ограничен.

  Это новое использование томата в качестве натурального источника леводопы также принесет пользу людям, страдающим от неблагоприятных последствий, включая тошноту и поведенческие осложнения, от химически синтезированной леводопы. Томат был выбран в качестве широко выращиваемой культуры, которая может быть использована для расширения производства и потенциально может представлять стандартизированный и контролируемый естественный источник L-DOPA. Команда под руководством Джона Иннеса модифицировала плод томата, внедрив ген, отвечающий за синтез L-DOPA в свекле, где он участвует в производстве пигментных беталаинов. Леводопа производится из тирозина, аминокислоты, присутствующей во многих продуктах питания. Исследовательская команда ввела ген, кодирующий тирозиназу, фермент, который использует тирозин для создания молекул, таких как L-DOPA. Это повысило уровень леводопы в части плода растения и привело к большей концентрации, нежели в других частях растении. 

  Уровень, достигнутый в плодах томата, 150 мг L-DOPA на кг томатов, был сопоставим с уровнем, наблюдаемым в других растениях, накапливающих L-DOPA. Однако удалось избавиться от  некоторых известных недостатков, которые ранее препятствовали метаболическому производству препарата в растениях. Теперь целью является создание производственного процесса, в котором L-DOPA извлекается из помидоров и с помощью очистки преобразуется в фармацевтический продукт.

  “Идея заключается в том, что можно выращивать томаты в относительно небольшой инфраструктуре. В качестве ГМО (генетически модифицированных организмов) вы могли бы выращивать их в сетчатых конструкциях, контролируемой среде, с очень мелкой сеткой, чтобы изолировать пыльцу от насекомых.

  Тогда вы могли бы увеличить масштаб выращивания при относительно небольших затратах. Местная промышленность способна синтезировать леводопу из томатов, потому что она растворима, и вы можете делать очистку. Тогда вы могли бы сделать очищенный продукт по относительно примитивной технологии, который можно было бы распространять в том же месте”,- профессор Кэти Мартин, автор-корреспондент исследования. Болезнь Паркинсона является растущей проблемой в развивающихся странах, где многие люди не могут позволить себе ежедневную дозу синтетической леводопы стоимостью в 2 доллара.

  Леводопа является предшественником нейрохимического дофамина и используется для компенсации недостаточного снабжения дофамином у пациентов с болезнью Паркинсона. Также известный как леводопа, L-DOPA был золотым стандартом терапии болезни Паркинсона с момента его создания в качестве лекарства в 1967 году. Это одно из основных лекарств, объявленных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), и его общая рыночная стоимость исчисляется сотнями миллиардов долларов. Наиболее распространенная форма лекарства производится с помощью химического синтеза, но также доступны и природные источники. Известно, что лишь немногие растения содержат измеримые количества молекулы, в основном в семенах. Наиболее изученным растением является бархатная фасоль, Mucuna pruriens, которая содержит до 10% L-DOPA в своих семенах. Но проблема заключается в том, что растение покрыто волосками, содержащими вещество, которое может вызывать раздражение и аллергические реакции у полевых рабочих, собирающих урожай. А сами бобы повышают уровень триптаминов, которые могут вызывать галлюцинации у пациентов с болезнью Паркинсона.

  “Мы продемонстрировали, что использование томатов с экспрессируемой тирозиназой, в качестве источника L-DOPA возможно. Это еще одна демонстрация применения томатов как потенциального варианта для синтетической биологии. Кроме того, были получены неожиданные положительные эффекты, в том числе увеличение срока годности и повышение уровня аминокислот, которые мы можем исследовать”, - заявляет ведущий автор, доктор Дарио Брейтель.