Гены полыни плюс геном хризантем: первое российское лекарство от малярии

Молекулярные биологи из России и Израиля вставили гены полыни в геном хризантем, что стало первым шагом на пути к созданию отечественных лекарств от малярии. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в научном журнале Plants.

«Вытяжка из полыни способна бороться с малярией, но полынь растет в каменистой, степной местности. В других климатических условиях ее очень мало. Поэтому, чтобы получить лекарственное вещество в объемах, достаточных для широкого производства, нам нужно сосредоточиться на современных методах молекулярной биологии», — пояснил один из авторов работы — заведующий лабораторией Института биоорганической химии РАН Сергей Долгов.

Малярия является одной из самых распространенных инфекционных болезней человека. Ее возбудителями являются одноклеточные паразиты из рода Plasmodium. В природе существует четыре наиболее распространенных вида плазмодиев. Один из них, Plasmodium vivax, встречается и в странах Евразии, которые расположены в умеренном климатическом поясе.

Долгое время медики и ученые считали, что на территории бывшего СССР и стран Европы малярию ликвидировали. Однако на рубеже веков вспышки малярии начали повторно происходить сначала в Таджикистане и других среднеазиатских республиках, а потом — в Московской области и других регионах России, а также в Греции и других европейских государствах. Это поставило перед отечественными исследователями вопрос о создании российского препарата для борьбы с этой болезнью.

Долгов и его коллеги сделали большой шаг в этом направлении. Они создали новый трансгенный сорт хризантем, которые могут производить молекулы артемизинина. Сейчас это самое эффективное средство для уничтожения малярийного плазмодия.

Китайский фармаколог и лауреат Нобелевской премии по медицине и физиологии 2015 года Ту Юю выделил это вещество из волосков на поверхности листьев однолетней полыни еще в 1972 году. Артемизинин хорошо подавляет малярию, однако производить его довольно дорого, поскольку полынь растет в очень специфических условиях.

Поэтому, в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), артемизинин сейчас используют только в комбинации с другими противомалярийными препаратами. Российские ученые выяснили, как можно ускорить производство этого лекарства и удешевить его. Исследователи попытались пересадить гены, которые отвечают за синтез артемизинина в клетках полыни, в ДНК хризантем, еще одного растения из семейства астровых.

Ученые надеялись, что благодаря родственным связям хризантема «научится» пользоваться генами полыни и будет производить антималярийный препарат в больших количествах. Для этой операции биологи использовали бактерии вида Agrobacterium tumefaciens, которые могут проникать в клетки растений и менять структуру их ДНК.

С помощью этих микробов ученые вставили в хризантему четыре гена полыни, которые непосредственно задействованы в синтезе артемизинина, а также один ген дрожжей. Как показали последующие наблюдения, трансплантация генов завершилась успешно. Все участки ДНК интегрировались в геном хризантемы, в результате чего хлоропласты ее листьев начали производить немного молекул противомалярийного препарата.

Сейчас ученые выращивают ростки этих «лечебных» хризантем и работают над двумя новыми важными проблемами — нужно увеличить количество артемизинина в их листьях и создать методики, с помощью которых можно будет выделять молекулы этого вещества из растительной биомассы. Решение и той, и другой проблемы откроет дорогу для появления первого российского противомалярийного средства, заключают исследователи.