Исследователи из Университета Конкордия и Калифорнийского университета в Беркли предложили новый быстрый и эффективный синтез биоактивных химических веществ с помощью пекарских дрожжей. Технология, предложенная авторами, может быть использована в коммерческих масштабах для производства таких сложных лекарств, как морфин и налоксон. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Многие современные лекарства, в том числе анальгетики и опиоиды, синтезируются из редких молекул, содержащихся в растениях и бактериях. Многие из этих эффективных и незаменимых в медицине молекул трудно производить в больших количествах. Некоторые из них настолько сложно синтезировать, что фармацевтическим компаниям невыгодно производить их в количествах, достаточных для вывода на рынок.
Ученые из Канады и США предложили метод быстрого и эффективного синтеза сложных биоактивных молекул с помощью пекарских дрожжей. Используя методы современной синтетической биологии, исследователи получили большое количество бензилизохинолинового алкалоида, из которого с помощью дрожжей синтезировали множество природных и искусственных химических структур. По словам ученых открытие может послужить основной крупномасштабного производства тысяч разнообразных веществ, в числе которых опиоидные анальгетики: морфин и кодеин, а также их антагонисты: налоксон и налтрексон, широко используемые для лечения наркотических зависимостей.
Проект начался с исследования генов растений, необходимых для синтеза молекул, используемых в фармацевтической промышленности в качестве лекарств. Затем последовало создание культуры дрожжей, содержащих в своей ДНК гены растений, оказалось производство нужных химических соединений возможно и за пределами естественных условий. Следующий шаг — производство в промышленных масштабах. Исследователи считают, что данная технология может быть использована и для открытия новых лекарств.
«В предыдущих статьях мы показали, что можем довольно легко получать миллиграммы молекул, но коммерциализировать процесс возможно будет, только когда получится синтезировать граммы, — объясняет руководитель проекта, профессор Университета Конкордия Винсент Мартин. – Теперь у нас есть технологическая платформа, на которой мы можем производить их в таком масштабе. Кроме того мы показали, что с помощью этой технологии мы можем начать создание молекул, не встречающихся в природе. Экспериментируя с ферментами и генами, а также с условиями, в которых растут дрожжи, мы можем запустить процесс открытия новых биологически активных веществ».
Новая технология может сыграть огромное значения для стран, вынужденных импортировать из-за границы большую часть редких химических соединений, используемых в лекарствах. Особенно актуально это становится сейчас, в разгар глобальной пандемии, когда цепочки поставок находятся под постоянной угрозой нарушения.
Фото: Университет Конкордия