Από τη Γιάννα Τριανταφύλλη.
Με αφορμή την τεράστια έλλειψη που εμφανίζει το τελευταίο διάστημα το γνωστό φάρμακο με τη δραστική σεμαγλουτίδη, μια ομάδα φοιτητών-ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Οτάβα ανέπτυξε μια νέα μέθοδο βιοκατασκευής, που φέρει την ονομασία Phytogene. Το ερευνητικό αυτό έργο ξεκίνησε στα τέλη του 2023 και αποτελεί μια συλλογική προσπάθεια από 23 προπτυχιακούς φοιτητές του Πανεπιστημίου της Οτάβα.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, το καινοτόμο αυτό έργο προσφέρει μια βιώσιμη και οικονομικά προσιτή εναλλακτική στη σύνθεση σημαντικών φαρμακευτικών προϊόντων που βασίζονται σε πεπτίδια, χάρη στο biopharming, ένα σύστημα παραγωγής φυτικής προέλευσης.
Στόχος των ερευνητών είναι η αντιμετώπιση των ελλείψεων στα φάρμακα και η μείωση του υψηλού κόστους, αντιμετωπίζοντας έτσι τις ανισότητες στην πρόσβαση σε φάρμακα, ένα παγκόσμιο κοινωνικό πρόβλημα που είναι εντονότερο στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Επιπλέον, τα βιοφαρμακευτικά προϊόντα αναπτύσσονται χρησιμοποιώντας βιολογικά συστήματα, τα οποία ενισχύουν τη βιοδιασπασιμότητά τους και μειώνουν τις περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις. Ως αποτέλεσμα, τα βιοφαρμακευτικά προϊόντα αντιπροσωπεύουν μια πιο φιλική προς το περιβάλλον επιλογή, αντανακλώντας έτσι την παγκόσμια προσπάθεια για πιο βιώσιμες πρακτικές υγειονομικής περίθαλψης.
Τι είναι τα βιοφαρμακευτικά προϊόντα
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά φάρμακα που προκύπτουν μέσα από χημικές διεργασίες, η πλειονότητα των βιοφαρμακευτικών προϊόντων προέρχεται από βιολογικές διεργασίες συμπεριλαμβανομένης της εκχύλισης από ζωντανά συστήματα ή της παραγωγής με τεχνολογίες ανασυνδυασμένου DNA. Διαγονιδιακοί οργανισμοί, φυτά, ζώα ή μικροοργανισμοί που έχουν τροποποιηθεί γενετικά, χρησιμοποιούνται δυνητικά για την παραγωγή βιοφαρμακευτικών προϊόντων.
Η ταχύτατη εξέλιξη της βιοτεχνολογίας και της γενετικής μηχανικής, οδήγησε στην αύξηση των ποσοστών ανάπτυξης και έγκρισης νέων βιοφαρμακευτικών προϊόντων, τα οποία πλέον βρίσκονται στην πρώτη γραμμή του φαρμακευτικού τομέα. Οι σύγχρονες διαδικασίες παραγωγής έχουν επιταχύνει περαιτέρω τα χρονοδιαγράμματα έγκρισης, παρέχοντας ελπίδα για ασθένειες που δεν θεραπεύονταν προηγουμένως και βελτιώνοντας σημαντικά την ποιότητα ζωής των ασθενών παγκοσμίως.
Η ανασυνδυασμένη ανθρώπινη ινσουλίνη ήταν το πρώτο βιοφαρμακευτικό προϊόν που εγκρίθηκε το 1982 -αρχικά στις ΗΠΑ και στην συνέχεια στην Ευρώπη – για θεραπευτικές χρήσεις και εμπορία στον άνθρωπο. Έκτοτε, εκατοντάδες βιοφαρμακευτικά προϊόντα έχουν εγκριθεί, σε παγκόσμιο επίπεδο, και ο αριθμός των αιτήσεων χορήγησης άδειας κυκλοφορίας νέων βιοφαρμακευτικών προϊόντων εξακολουθεί να αυξάνεται με ταχύτατους ρυθμούς.
Πως λειτουργεί η πλατφόρμα Phytogene
Η μέθοδος Phytogene (“φυτογόνο”) χρησιμοποιεί διαγονιδιακά φυτά Nicotiana benthamiana- και όχι βακτήρια – για την παραγωγή σεμαγλουτίδης, προσφέροντας έτσι μια πιο φιλική προς το περιβάλλον λύση για τη φαρμακευτική βιοσύνθεση και ένα πιο ευέλικτο σύστημα μοντέλου που διευκολύνει την εισαγωγή, την έκφραση και τον καθαρισμό διαφόρων θεραπευτικών ουσιών που βασίζονται σε πεπτίδια.
Αυτά τα τροποποιημένα φυτά, που μετατρέπονται σε μικροσκοπικά «φαρμακευτικά εργοστάσια», έχουν κατασκευαστεί για να παράγουν συγκεκριμένα πεπτίδια, τα δομικά στοιχεία των αγωνιστών GLP-1, μια κατηγορία φαρμάκων που περιλαμβάνει δημοφιλές φάρμακο που χορηγείται για τον διαβήτη τύπου ΙΙ και την απώλεια βάρους.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές με τη χρήση της διαδικασίας “biopharming” και τη δυνατότητα που προσφέρει η γενετική μηχανική, μπορούν να εξαγάγουν και να «καθαρίσουν» αυτά τα πεπτίδια για πιθανή χρήση σε φάρμακα. Όπως τονίζουν οι ερευνητές, αυτή η διαδικασία προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την παραδοσιακή φαρμακευτική παρασκευή: αναπτύσσεται γρήγορα, τροποποιείται εύκολα γενετικά, παράγει υψηλή απόδοση πρωτεϊνών, είναι δυνητικά πιο επεκτάσιμη, είναι λιγότερο ακριβή και μειώνει σημαντικά τις εκπομπές αερίων και τα χημικά απόβλητα που σχετίζονται με τις συμβατικές μεθόδους.
«Εμπνευσμένοι από την πρόσφατη έλλειψη της δραστικής σεμαγλουτίδης σε γνωστό φάρμακο, κατασκευάσαμε ένα σύστημα μοντέλων εφαρμογής που εκφράζει λειτουργικούς αγωνιστές GLP-1 στα φυτά. Στόχος μας είναι να δημιουργήσουμε ένα μέλλον όπου οι άνθρωποι θα μπορούν να αναπτύξουν αξιόπιστα τις δικές τους θεραπείες στο σπίτι, χωρίς να ανησυχούν για την ασφάλιση, το κόστος ή τη διαθεσιμότητα του φαρμάκου τους, εξηγεί ο Victor Boddy, τεταρτοετής φοιτητής βιοτεχνολογίας και βιοϊατρικής επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Οτάβα και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Χρυσό μετάλλιο για τους ερευνητές
Η ερευνητική ομάδα παρουσίασε πρόσφατα τη δουλειά της στο iGEM Grand Jamboree, στον παγκόσμιο διαγωνισμό συνθετικής βιολογίας, στο Παρίσι, κερδίζοντας την πρώτη θέση ανάμεσα σε περισσότερες από 430 διεθνείς ομάδες.
«Η πλατφόρμα Phytogene προσφέρει μια μοναδική, βιώσιμη προσέγγιση στη βιοτεχνολογία παρέχοντας μια φιλική προς το περιβάλλον λύση και μειώνοντας τις ανισότητες της πρόσβασης στα φάρμακα. Είμαστε ενθουσιασμένοι που θα αναπτύξουμε περαιτέρω αυτήν την ιδέα, σε ένα εμπορικά βιώσιμο έργο με την υποστήριξη επενδυτών επιχειρηματικών συμμετοχών και επιστημονικών συμβούλων», δήλωσε ο Teagan Thomas, συν-επικεφαλής του έργου.
Η ερευνητική ομάδα δημοσίευσε επίσης μια εργαλειοθήκη βιοφαρμακευτικής χρήσης ανοιχτού κώδικα στο Μητρώο Ανταλλακτικών iGEM, δίνοντας τη δυνατότητα και σε άλλους ερευνητές να αξιοποιήσουν την εργασία τους.
Παρά το γεγονός ότι το έργο δείχνει πολλά υποσχόμενο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι βρίσκεται ακόμα σε φάση δοκιμών. Αυτή τη χρονική περίοδο, η ομάδα έχει ξεκινήσει εργαστηριακά πειράματα, αναλύοντας τα επίπεδα γλυκόζης και ινσουλίνης στο αίμα, για να αξιολογήσουν την απόκριση. Τα μελλοντικά σχέδια των ερευνητών περιλαμβάνουν δοκιμές βιοδραστικότητας για τη για να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα του φαρμάκου στα ανθρώπινα κύτταρα.
Σε κάθε περίπτωση, λένε οι ερευνητές, καθώς οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν σημαντικές ελλείψεις φαρμάκων και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της φαρμακευτικής παραγωγής είναι τεράστιες, η πλατφόρμα Phytogene προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη λύση.
Αξιοποιώντας τη δύναμη των διαγονιδιακών φυτών, αυτή η καινοτόμος προσέγγιση θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη βιοφαρμακευτική βιομηχανία, καθιστώντας τα φάρμακα πιο προσιτά και βιώσιμα για τους ανθρώπους σε όλο τον κόσμο.
Πηγή: University of Οttawa