Cà chua cung cấp nguồn thuốc điều trị bệnh Parkinson với giá cả phải chăng

Sự phát triển của cà chua biến đổi gien (GM) có ý nghĩa đối với các quốc gia đang phát triển nơi việc tiếp cận với các loại thuốc dược phẩm bị hạn chế.

Việc sử dụng mới lạ này của cây cà chua như một nguồn tự nhiên của L-DOPA cũng mang lại lợi ích cho những người chịu các tác dụng phụ – bao gồm buồn nôn và các biến chứng hành vi – của chất tổng hợp hóa học L-DOPA.

Cà chua – được chọn làm cây trồng rộng rãi có thể được sử dụng để mở rộng quy mô sản xuất và có khả năng cung cấp nguồn L-DOPA tự nhiên được kiểm soát và tiêu chuẩn hóa.

Nhóm nghiên cứu của Trung tâm John Innes đã biến đổi quả cà chua bằng cách đưa vào một gien chịu trách nhiệm tổng hợp L-DOPA trong củ dền, nơi nó có chức năng sản xuất sắc tố betalains.

L-DOPA được sản xuất từ ​​tyrosine, một loại axit amin có trong nhiều loại thực phẩm. Nhóm nghiên cứu đã chèn một gien mã hóa tyrosinase, một loại enzyme sử dụng tyrosine để xây dựng các phân tử như L-DOPA. Điều này đã làm tăng mức L-DOPA cụ thể trong phần quả của cây và dẫn đến năng suất cao hơn so với lượng L-DOPA trong toàn bộ cây.

Mức độ đạt được trong quả cà chua – 150mg L-DOPA trên mỗi kg cà chua – tương đương với mức được quan sát thấy ở các cây tích lũy L-DOPA khác – mà không có một số nhược điểm đã biết cản trở quá trình sản xuất thuốc của thực vật trước đây.

Mục đích bây giờ là tạo ra một đường ống sản xuất trong đó L-DOPA được chiết xuất từ ​​cà chua và tinh chế thành sản phẩm dược phẩm.

Giáo sư Cathie Martin (FRS), tác giả của nghiên cứu giải thích: “Ý tưởng là bạn có thể trồng cà chua với cơ sở hạ tầng tương đối ít. Là GMO (thực vật biến đổi gien), bạn có thể trồng chúng trong nhà lưới, môi trường được kiểm soát với mắt lưới rất hẹp, vì vậy bạn sẽ không có phấn hoa thoát qua côn trùng. Sau đó, bạn có thể mở rộng quy mô với chi phí tương đối thấp. Ngành sản xuất địa phương có thể điều chế L-DOPA từ cà chua vì nó có thể hòa tan và bạn có thể chiết xuất. Sau đó, bạn có thể tạo ra một sản phẩm tinh khiết với công nghệ tương đối thấp có thể được phân phối tại địa phương.

Bệnh Parkinson đang là một vấn đề ngày càng gia tăng ở các nước đang phát triển, nơi nhiều người không thể mua L-DOPA tổng hợp với giá 2 USD mỗi ngày.

Dạng thuốc phổ biến nhất được sản xuất bằng cách tổng hợp hóa học, nhưng các nguồn tự nhiên cũng có sẵn. Chỉ một số loài thực vật được báo cáo là có chứa lượng phân tử có thể đo được, chủ yếu ở hạt.

Được nghiên cứu nhiều nhất là đậu mèo rừng, chứa tới 10% L-DOPA trong hạt của nó. Nhưng điều này là có vấn đề bởi vì cây được bao phủ bởi những sợi lông hấp dẫn có chứa chất mucunian có thể gây kích ứng và phản ứng dị ứng ở những công nhân thu hoạch vụ mùa. Bản thân hạt đậu gây ra nồng độ tryptamines cao có thể gây ra ảo giác ở bệnh nhân Parkinsons.

Tác giả đầu tiên của nghiên cứu, Tiến sĩ Dario Breitel cho biết: Chúng tôi đã chứng minh rằng việc sử dụng cà chua biểu hiện tyrosinase làm nguồn cung cấp L-DOPA là hoàn toàn có thể. Đây là một minh chứng nữa về việc cà chua là một lựa chọn mạnh mẽ cho sinh học tổng hợp. Ngoài ra, có những tác dụng có lợi đáng ngạc nhiên bao gồm cải thiện thời hạn sử dụng và nâng cao mức độ axit amin.