Die Geheimnisse einer krebsbekämpfenden Blume enthüllen
Eine aus einer kleinen Blütenpflanze gewonnene Chemikalie hilft seit Jahrzehnten im Kampf gegen Krebs. Jetzt, nach einer 60-jährigen Jagd, haben Wissenschaftler endlich herausgefunden, wie es dieses medizinisch wichtige Molekül erzeugt.
Das Madagaskar-Immergrün oder rosige Immergrün ist eine angenehme kleine Pflanze, die so manchen Garten schmückt.
Dieses Angiosperm hat jedoch mehr zu bieten, als man auf den ersten Blick sieht - tatsächlich ist es ein Lebensretter.
Seit Jahrzehnten extrahieren Wissenschaftler eifrig eine Chemikalie namens Vinblastin aus ihren Blättern.
In Kanada entdeckten Wissenschaftler in den 1950er Jahren, dass Vinblastin ein unglaublich nützliches Krebsmedikament ist.
Es verhindert, dass Zellen in die Mitose eintreten, wodurch die Zellteilung unterbrochen wird, und wurde gegen Blasen-, Hoden-, Lungen-, Eierstock- und Brustkrebs eingesetzt.
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) listet es als essentielles Arzneimittel auf und stuft es als eines der „wirksamsten, sichersten und kostengünstigsten Arzneimittel für vorrangige Erkrankungen“ ein.
Das Problem mit Vinblastin
Ein wichtiges Problem hat die Nützlichkeit von Vinblastin beeinträchtigt: Es ist sehr schwierig und ineffizient zu extrahieren. Trotz technologischer Fortschritte, die zur Rationalisierung des Verfahrens beigetragen haben, bleibt es langsam und teuer. Derzeit werden rund 500 Kilogramm getrocknete Blätter benötigt, um nur 1 Gramm Vinblastin zu produzieren.
Aufgrund der unglaublichen Menge an Beinarbeit, die zur Herstellung des Arzneimittels erforderlich ist, haben Wissenschaftler eine 60-jährige Mission unternommen, um zu verstehen, wie die Pflanze diese Chemikalie herstellt.
Wenn sie den natürlichen Prozess verstehen können, können sie ihn hoffentlich im Labor nachahmen und Wege entwickeln, um Vinblastin effizienter und vor allem zu geringeren Kosten herzustellen.
In den letzten 15 Jahren haben Forscher im Labor von Prof. Sarah O’Connor am John Innes Center in Norfolk, Großbritannien, versucht, die Genetik des Madagaskar-Immergrüns zu entschlüsseln.
Schließlich haben Dr. Lorenzo Caputi und sein Team - zusammen mit Wissenschaftlern der Courdavault-Gruppe in Tours, Frankreich - das letzte Puzzleteil beschrieben.
Mithilfe modernster Genomsequenzierungstechniken haben sie die fehlenden Gene auf dem Weg zur Vinblastinproduktion festgehalten.
„Vinblastin ist eines der strukturell komplexesten medizinisch aktiven Naturstoffe in Pflanzen, weshalb in den letzten 60 Jahren so viele Menschen versucht haben, dorthin zu gelangen, wo wir in dieser Studie angekommen sind. Ich kann nicht glauben, dass wir endlich hier sind. “
Prof. Sarah O’Connor
Die 31 Schritte zu Vinblastin
Wie die Autoren der Studie hervorheben, basieren ihre Ergebnisse auf jahrelanger Arbeit in einer Reihe von Labors auf der ganzen Welt. Es war wirklich eine gemeinsame Anstrengung.
Ihr kürzlich veröffentlichter Artikel mit dem Titel "Fehlende Enzyme bei der Biosynthese des Krebsmedikaments Vinblastin in Madagaskar Immergrün" wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft. In dem Artikel identifizieren die Forscher auch die Enzyme, die an den letzten Schritten der Synthese von Vinblastin beteiligt sind: Catharanthin und Tabersonin.
Mithilfe moderner Technologie, traditioneller Chemie und Literatur, die in den 1960er und 1970er Jahren verfasst wurden, setzten sie die chemischen Schritte zusammen, die bei der Umwandlung des Vorläufermoleküls in Vinblastin erforderlich sind - insgesamt erstaunliche 31 Schritte. Das rosige Immergrün ist in der Tat eine beeindruckende Pflanze.
Die von ihnen identifizierten Enzyme können mithilfe bereits verwendeter Techniken der synthetischen Biologie gekoppelt werden, wodurch eine dringend benötigte Abkürzung zur Herstellung von Vinblastin entsteht.
Es gibt gute Gründe, sich über diese Ergebnisse zu freuen. Prof. O’Connor sagt: "Mit diesen Informationen können wir nun versuchen, die Menge an Vinblastin zu erhöhen, die entweder in der Pflanze produziert wird oder indem synthetische Gene in Wirte wie Hefe oder Pflanzen eingebracht werden."
Sie sagen voraus, dass ihr Labor oder das eines Konkurrenten innerhalb der nächsten 12 bis 18 Monate in der Lage sein sollte, kleine Mengen Vinblastin oder seine Vorläufer Vindolin und Catharanthin herzustellen.
