VTT: Arvokkaille syöpälääkkeille tulossa edullinen ja ympäristöä säästävä tuotantomenetelmä kasvisolutekniikasta
VTT on yhteistyökumppaneidensa kanssa kehittänyt EU:n SmartCell-projektissa uraauurtavia menetelmiä, joilla lääkeyhdisteiden tuotantoa on parannettavissa kasvibiotekniikan keinoin. Biotekniset tuotantomenetelmät ovat edullinen ja ympäristöä säästävä vaihtoehto harvinaisten ja vaikeasti syntetisoitavien lääkeyhdisteiden tuotantoon. Tutkimustulokset on julkaistu Nature Communications -lehdessä 7.4.2014.
VTT:n koordinoima ja 14 eurooppalaisen tutkimuskumppanin SmartCell-projekti keskittyi Madagaskarilta kotoisin olevan punatalvion (Catharanthus roseus) salaisuuksien selvittämiseen. Koristekasvinakin tunnetun punatalvion sisältämiä yhdisteitä – vinkristiiniä ja vinblastiinia – käytetään Hodgkinin taudin, rintasyövän, pienisoluisen keuhkosyövän ja leukemian hoidossa. Lääkkeet ovat erittäin kalliita, koska grammaan lääkeainetta tarvitaan satoja kiloja kasvin lehtiä. Yhdisteiden synteettinen tuotanto kemiallisesti on monimutkaisten rakenteiden vuoksi taloudellisesti kannattamatonta.
SmartCell-projektissa tunnistettiin mittavasta biologisesta informaatiosta joukko geenejä, joiden todettiin vaikuttavan arvokkaiden yhdisteiden tuotantoon kasvisolussa. Tutkijat kehittivät menetelmiä, joilla vinkristiinin ja vinblastiinin pitkä, 12 geenin säätelemä monimutkainen biosynteesireitti voitiin kartoittaa niiden tärkeimpään esiasteeseen, striktosidiiniin, asti. Lisäksi kehitettiin menetelmiä, joilla kasvisoluun voidaan viedä samanaikaisesti useita geenejä ja selvittää niiden toimintaa huomattavasti aikaisempaa nopeammin.
”Projektissa saatua tietoa punatalvion geenien toiminnasta voidaan hyödyntää erinomaisesti myös muihin kasveihin”, sanoo projektin koordinaattori, dosentti Kirsi-Marja Oksman-Caldentey VTT:stä.
VTT kehitti myös SmartCell-projektissa käytetyn soluviljelytekniikan ja osoitti, että kasvisoluja voidaan menestyksekkäästi kasvattaa myös suuressa mittakaavassa erityisissä bioreaktoreissa. Menetelmällä voidaan korvata ympäristöä rasittavia valmistusprosesseja, kuten kemiallisia synteesejä tai harvinaisten ja uhanalaisten kasvilajien käyttöä teollisessa tuotannossa.
”Tätä bioteknistä menetelmää on jo kokeiltu VTT:n Otaniemen laboratoriossa muun muassa marja- ja tupakkakasvien soluilla, ja tulokset ovat olleet erittäin hyviä”, kertoo Oksman-Caldentey.
VTT kehitti SmartCell-projektissa myös Locida-analyysimenetelmän, jolla voi tarkastella eri geenien vaikutuksia kasvisolujen tuottamien yhdisteiden pitoisuuksiin helpolla ja visuaalisella tavalla. Tämä bioinformatiikan työkalu on julkaistu GPLv2-lisenssillä, ja sen voi ladata ilmaiseksi yritysten ja tutkimusorganisaatioiden käyttöön GitHub-hosting-palvelusta (https://github.com/).
SmartCell-projektin tutkimustulokset on julkistettu tähän mennessä yhteensä 118:ssa vertaisarvioinnin läpikäyneessä tieteellisessä julkaisussa. Arvostettu Nature Communications -lehti on julkaissut nyt lääkeyhdisteiden syntymiseen liittyvien geenien karakterisointiin liittyvät tutkimustulokset 7.4.2014.
Viite: K. Miettinen, L. Dong, N. Navrot, T. Schneider, V. Burlat, J. Pollier, L. Woittiez, S. van der Krol, R. Lugan, T. Ilc, R. Verpoorte, K.-M. Oksman-Caldentey, E. Martinoia, H.J. Bouwmeester, A. Goossens, J. Memelink & D. Werck-Reichhart (2014): The seco-iridoid pathway from Catharanthus roseus. Nature Communications.
MEDIAMATERIAALI
Kuva:Koristekasvina tunnettu punatalvio sisältää arvokkaita syövän hoidossa käytettäviä lääkeyhdisteitä. SmartCell-projektissa pystyttiin selvittämään, miten näiden yhdisteiden esiasteet muodostuvat kasveissa geenitasolla ja kehitettiin uusia bioteknisiä menetelmiä niiden tuottamiseksi kasvibiotekniikan keinoin. (Kuva: VTT)
Lisätietoja:
VTT
Tutkimusalueen päällikkö, dosentti, Kirsi-Marja Oksman-Caldentey
puh. 020 722 4459, kirsi-marja.oksman@vtt.fi
SmartCell-projekti: http://www.smart-cell.org
Lisätietoja VTT:stä:
Olli Ernvall
Viestintäjohtaja
puh. 040 840 0288
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi
VTT (Teknologian tutkimuskeskus VTT) on kansainvälisesti verkottunut, moniteknologinen tutkimuskeskus, joka tuottaa asiakkailleen korkeatasoisia teknologisia ratkaisuja ja innovaatiopalveluja. VTT lisää asiakkaidensa kansainvälistä kilpailukykyä ja edistää näin yhteiskunnan kestävää kehitystä, työllisyyttä ja hyvinvointia. Joka kolmas suomalainen korkean teknologian innovaatio sisältää VTT:n osaamista. VTT:llä työskentelee 2900 eri alojen asiantuntijaa. VTT:n liikevaihto on 310 M€. VTT:n päätoimipisteet Suomessa ovat Espoossa, Tampereella, Oulussa ja Jyväskylässä.
Avainsanat:
