Hoppa direkt till innehållet
printicon
Huvudmenyn dold.
Publicerad: 20 jun, 2018

Framtidens tobak räddar liv – artikel i Nature Cell Biology

NYHET Framtidens tobak kan bli en gröda som räddar liv. Tobaksplantan är nämligen en av de växter som skulle kunna utnyttjas som gröna fabriker för högteknologisk läkemedelsframställning. En ny upptäckt visar hur produktionen kan bli betydligt effektivare.

Tobak anses vara en av de största orsakerna till för tidig död, sett i ett globalt perspektiv. Just tobaksplantan är ett välstuderat modellsystem som är enkel att transformera. En forskargrupp vid Umeå Plant Science Centre har nu tillsammans med forskarkollegor i Stockholm och Frankrike identifierat en ny transportväg inne i växtceller. Upptäckten kan få stor betydelse när tobaksplantan och andra växter används för att producera proteinbaserade läkemedel, t.ex. terapeutiska antikroppar och vacciner. Dessa läkemedel används bl.a. mot vissa former av bröstcancer men även mot många andra sjukdomar. Resultaten publiceras i det kommande numret av tidskriften Nature Cell Biology.

Bilden visar protein märkt med GFP (green fluorescent protein) på väg till kloroplasten. Proteinet har blockerats med hjälp av ett ämne som stoppar transport från ER-membranet. Proteinet kan följas med mikroskopi tack vare de flourescerande egenskaperna hos GFP. Kloroplasterna ses som röda på grund av autofluorescensen hos klorofyllet.

Många sjukdomar behandlas idag med specifika s.k. monoklonala antikroppar. De fungerar som målsökande robotar som kan leta reda på sjuka eller skadade celler i kroppen och förstöra dem utan att friska celler påverkas. Det beräknas att behovet av dessa nya typer av mediciner kommer att öka kraftigt i framtiden. Redan nu anses efterfrågan överstiga tillgången.

I dag används oftast djurceller för att producera dessa mediciner. För att tillverka 1 kg antikroppar krävs minst 10 000 liter cellösning och kostnaderna för antikropparna blir därför mycket höga, omkring 10 miljoner kronor. För patienter med sjukdomar som kräver återkommande behandlingar med höga doser antikroppar kommer prislappen att bli väldigt hög. Om växter kunde användas för denna form av läkemedelstillverkning skulle kostnaderna sjunka kraftigt. Som jämförelse kan nämnas att man redan i nuläget räknar med att motsvarande mängd antikroppar kan fås från 1 hektar odlingsyta.

Eftersom växter på cellnivå i många avseenden liknar människans celler, har man sedan många år tillbaka provat att använda växter som producenter av vissa sorters antikroppar och vacciner. De främsta fördelarna är att tekniken är enkel att skala upp utan ökade kostnader. Risken för överföring av sjukdomsalstrare från växt till människa är dessutom obefintlig, medan den utgör en påtaglig fara vid användandet av djurceller. Det finns emellertid också problem med att använda växter. Oftast är utbytet relativt lågt och de sockergrupper som sitter fast på antikropparna skiljer sig åt mellan växt- och människoceller. Med bioteknikens hjälp har man idag lyckats få dessa sockergrupper att nästan helt likna människans. Däremot är det låga utbytet fortfarande ett stort problem.

Umeåforskarna har nu upptäckt en ny transportväg inne i växtcellen. Det här kan leda till att växterna skulle kunna producera och lagra mycket större mängder av dessa läkemedel. Den nyupptäckta transportvägen existerar mellan det membransystem (ER), där sockergrupperna bildas och binds till proteinerna, och kloroplasterna, den organell där fotosyntesen sker.
– Tack vare den nyupptäckta transportvägen tror vi att antikroppar kan produceras i ER-membranet för att sedan skickas till kloroplasten där de kan lagras till dess att växten skördas. I kloroplasterna skulle förhoppningsvis en större mängd antikroppar kunna lagras. Vi hoppas därför att utbytet ska höjas och att det dessutom ska bli enklare att rena antikropparna i ett tidigt skede, säger Göran Samuelsson, professor vid Umeå Plant Science Centre.

Transportvägen är inte bara intressant ur en tillämpad synvinkel. Den kan även förklara vissa evolutionära frågor om hur växtcellen uppkom och hur överföring av kloroplastens gener till växtcellens kärngenom kunde ske.

Göran Samuelsson, Umeå Plant Science Centre, institutionen för Fysiologisk BotanikUmeå Universitet
E-post: Goran.Samuelsson@plantphys.umu.se
Telefon: 090-786 56 94

Redaktör: Karin Wikman