Mos kan lave kræftmedicin

Stoffet thapsigargin fra planten giftig gulerod er et nyt og meget lovende lægemiddel mod prostatakræft. Men planten er indtil videre umulig at dyrke, og derfor arbejder forskerne på at genmodificere mos til at blive en kemisk fabrik, der kan fremstille thapsigargin i store mængder.

Af forskningslektor Henrik Toft Simonsen, Institut for Plantebiologi og Bioteknologi, LIFE – Det Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet

 

Mos kan dyrkes i store mængder i tanke af glas, og derfor er det oplagt at bruge planten som en bioreaktor til denne form for produktion af naturstoffer.

 

Vores projekt fokuserer lige nu på produktion af naturstoffet thapsigargin i mos.

 

Mere om thapsigargin Læs mere om arbejdet med thapsigargin

Thapsigargin bliver i øjeblikket isoleret fra de vilde planter af giftig gulerod, Thapsia garganica (se foto længere nede). Thapsia vokser ved Middelhavskysten og er umulig at få til at spire. Hvorfor den ikke vil spire ved kultivering, vides endnu ikke.

 

Guleroden trues af stor efterspørgsel

Når lægemidlet mod prostatakræft baseret på stoffet thapsigargin fra giftig gulerod kommer på markedet, vil den vilde bestand af planten være udrydningstruet på grund af det store behov for lægemidler mod netop prostatakræft. Dette vil være en gentagelse af historien om kræftlægemidlet Taxol, der næsten udryddede de californiske takstræer i løbet af få år.

 

For at imødekomme det fremtidige markedsbehov vil vi etablere et biologisk system til produktion af naturstoffet. Til dette er mos meget anvendeligt, da det kan dyrkes kontrolleret i store tanke, ligesom gær og bakterier, men mos er samtidig en plante og har derfor en masse biokemi tilfælles med alle andre planter.

 

Genmanipulering af mos

Målet med forskningen er at overføre hele den biosyntetiske produktionsvej af thapsigargin fra den vilde plante Thapsia garganica til mosplanten Physcomitrella patens. Hvis det lykkes, kan vi sikre en stabil produktion af thapsigargin. Gennem dette arbejde vil vi først kortlægge biosyntesen af thapsigargin i Thapsia og så siden ved hjælp af genteknologiske metoder overføre generne fra Thapsia til mos. Dette indebærer, at vi opnår en masse ny viden omkring biosyntese af sådanne stoffer i planter, og at vi samtidig kan sikre produktionen af thapsigargin.

 

Biokemisk syntese af komplicerede molekyler

Først og fremmest skal vi kende biosyntesevejen – altså finde ud af, hvordan planten producerer stoffet. Vi kender nu 1,5-2 af trinene, og der er i hvert fald 10 trin – måske nærmere 20.

 

Det er også den største udfordring, vi står over for. Stoffet opbygges undervejs i de mindst 10 trin, hvor enzymer eksempelvis sætter en eller flere nye grupper på molekylet. Det er et meget komplekst molekyle, og det er nødvendigt at finde alle de rette enzymer, for bare enkelte ændringer kan gøre, at stoffet i sidste ende ikke virker.

 

Det kræver, at vi finder de rette gener, hvilket vi blandt andet vil gøre ved at lede efter gener i guleroden, der ligner gener, vi kender fra andre planter, og som er kendt for at udføre lignende kemiske reaktioner.

 

Stress viser vejen til de rigtige gener

Det gælder i det hele taget om at finde mulige kandidater blandt gulerodens gener og så udelukke dem, der ikke er de rigtige. Det kan vi blandt andet gøre ved at dyrke to ens cellekulturer og stresse den ene med methyl jasmonate, som er et stof, der simulerer angreb fra dyr og bakterier. Da planten bruger thapsigargin i sit forsvar mod planteædere, kan man herefter sammenligne, hvilket RNA der kommer til udtryk i de to kulturer. På den måde kan man se, hvilke gener der påvirkes af stress, og dermed finde frem til de gener, som er involveret i biosyntesen af thapsigargin.

 

Arbejdet kan give flere nye lægemidler

Ud over at vi kan producere thapsigargin, regner vi også med, at en masse andre stoffer vil blive dannet i vores nye mosmutanter. For når mosset først får indsat nye gener, vil det højst sandsynligt også resultere i produktionen af andre stoffer, og de kan måske også bruges i denne eller andre sammenhænge. Disse stoffer skal derfor også undersøges undervejs for at se, om der skulle være nye og andre lægemidler gemt i vores mosmutanter.

 

Vi regner med, at vores arbejde vil danne grobund for mange nye opdagelser og til sidst give os en mos, der producerer thapsigargin.

 

Giftig gulerod, Thapsia garganica – udrydningstruet, hvis man kun kan få thapsigargin fra den vilde bestand. Foto: Henrik Toft Simonsen	Mos kan dyrkes i tanke af glas, så man har helt styr på sine GMO-planter. Foto: Henrik Toft Simonsen

 

(Publiceret på foodofLIFE.dk og i Temahæfte 2010)