Αίμα από φυτά

Τα φυτά έχουν χρησιμοποιηθεί για ιατρικές αγωγές καθ' όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, και οι επιστήμονες ψάχνουν συνέχεια στον κόσμο της βιοτεχνολογίας  για καινούριες λύσεις σε μακροχρόνιες ιατρικές καταστάσεις. Μία τέτοια λύση είναι μια πρωτεΐνη του ανθρώπινου αίματος που τώρα καλλιεργείται σε γενετικά τροποποιημένα φυτά καπνού. 

Σε ένα εργαστήριο, του τμήματος ενέργειας, το Pacific Northwest National Laboratory, που βρίσκεται στο Ρίτσλαντ της Ουάσινγκτον, οι ερευνητές εξέλαβαν έναν καινούριο τρόπο προσέγγισης των φυτών ως φαρμακευτικά στοιχεία. Με γενετικώς τροποποιημένα φυτά παράγουν πρωτεΐνες του ανθρώπινου αίματος και παράγοντες αύξησης ιστού.

Αυτά τα αίμο-πηκτικά παράγωγα θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ασφαλέστερες και λιγότερο δαπανηρές θεραπευτικές αγωγές για αιμοφιλικούς καθώς και έναν εναλλακτικό τρόπο για την επούλωση των πληγών. Οι ερευνητές του Pacific Northwest έχουν παραγάγει δύο γονίδια αίματος που χρησιμοποιούνται για θεραπεία σε ασθενείς με αιμοπηκτικά προβλήματα.

Οι ερευνητές έχουν συνθέσει χημικά το ανθρώπινο γονίδιο οκτώ της πήξης, ένα συστατικό του ανθρώπινου αίματος που βοηθά να σταματά η αιμορραγία. Κατά συνέπεια, η πρωτεΐνη αυτή είναι απαραίτητη για ανθρώπους που πάσχουν από αιμοφιλία και άλλες αιμο-θρομβικές ανωμαλίες. 

Προς το παρόν, αυτά τα γονίδια γίνονται από πλάσμα ανθρώπινου αίματος ή με επίπονη καλλιέργεια από κύτταρα θηλαστικών. Αλλά οι τρόποι θεραπείας που έχουν προέλευση ανθρώπινα ή ζωικά στοιχεία εγκυμονούν κινδύνους. Για παράδειγμα, πριν από την ανάπτυξη των προληπτικών προγραμμάτων, περίπου το 80 τοις εκατό των αιμοφιλικών, άνω των 10 ετών, μολύνθηκαν με HIV από τη λήψη προϊόντων αίματος.

Ακόμη και μετά την ανάπτυξη των προγραμμάτων πρόληψης μερικά παράγωγα ιών όπως HIV, Epstein-Barr, ηπατίτιδα Β και C ακόμα και γρίπη, μπορούν να μεταφερθούν με τη λήψη προϊόντων αίματος. Χρησιμοποιώντας φυτά για την παραγωγή ανθρώπινων πρωτεϊνών αίματος εξαλείφεται η πιθανότητα μεταφοράς κάποιας ασθένειας κατά τη διάρκεια της θεραπείας. 

"Επί πλέον, εκτός από τα προηγούμενα θετικά οφέλη, προσδοκούμε το κόστος της σύνθεσης τεχνητού αίματος από μεταλλαγμένα ή γενετικώς τροποποιημένα φυτά να είναι 10 φορές φθηνότερο σε σχέση με τις καθιερωμένες μεθόδους," είπε ο κ. Brian Hooker, βιοχημικός μηχανικός του Pacific Northwest. "Και σε αντίθεση με τους δωρητές ανθρώπινου αίματος ή  την "καλλιέργεια" από κύτταρα θηλαστικών, τα φυτά προμηθεύουν αποτελούν σταθερή πηγή παραγωγής και αποφέρουν πολύ μεγαλύτερες ποσότητες από τα επιθυμητά γονίδια αίματος."

Ο δόκτωρ Hooker είναι ο άνθρωπος ο οποίος εργάζεται πάνω στην καλλιέργεια αυτής της πρωτεΐνης. Το πετυχαίνει, τοποθετώντας το γονίδιο οκτώ πάνω σε αυτό που αποκαλείται αγροβακτηρίδιο - είναι ένας τρόπος που επιτρέπει τα γονίδια να μεταφερθούν στα φυτά. Τα γονίδια κουβαλούν ένα είδος σχεδιαγράμματος το οποίο καθοδηγεί έναν οργανισμό για το πως να δημιουργήσει την πρωτεΐνη. 

"Παίρνουμε κυκλικά επίπεδα κομμάτια από φύλλα καπνού, και ένα πολύ αραιωμένο διάλυμα από αγροβακτηρίδιο και "καλλιεργούμε" το αγροβακτηρίδιο με το κομμάτι του φύλλου καπνού.

Μετά από τρεις ή τέσσερις μέρες στο διάλυμα, τα τμήματα του φύλλου αρχίζουν να εμποτίζονται με το συγκεκριμένο γονίδιο οκτώ. Είναι η στιγμή να μετακινηθούν και ν' αναπτυχθούν.

"Τα τοποθετούμε σ' ένα πιάτο που περιέχει θρεπτική ουσία και περιμένουμε για ένα διάστημα πάνω από δύο έως τέσσερις εβδομάδες και τότε θα δούμε μεμονωμένες ρίζες που αρχίζουν να σχηματίζονται πάνω σ' αυτά τα κομμάτια φύλλων και τελικά μπορούμε να τα αναπτύξουμε σε ένα πλήρες γενετικά μεταλλαγμένο φυτό καπνού. 

Το τελευταίο βήμα για να παραλάβουμε το γονίδιο οκτώ από το φυτό είναι να συνθλίψουμε τα φύλλα του καπνού και να εξάγουμε τους παραγόμενους χυμούς που περιέχουν την πρωτεΐνη σε διάλυμα.

Οι ερευνητές του Pacific Northwest χρησιμοποιώντας την τη γενετική τεχνολογία εφαρμοσμένης μηχανικής, μεταμοσχεύουν τα εφαρμόσιμα ανθρώπινα γονίδια στα φυτά καπνού και παράγουν γονίδια αίματος. Οι ερευνητές του Pacific Northwest έχουν παρασκευάσει το γονίδιο 8 (κατάλληλο για την πήξη του αίματος), που είναι τόσο απαραίτητο για θεραπείες των αιμοφιλικών, όσο το γονίδιο 13 καθώς και η ουσία που αποκαλείται θρομβίνη, τα οποία είναι πηκτικά ένζυμα που βοηθούν στην επούλωση των πληγών και προσφέρουν εναλλακτική λύση στις ραφές και σε άλλες χειρουργικές επουλώσεις.

Το Pacific Northwest έχει χρηματοδοτήσει αυτήν την έρευνα μέχρι σήμερα αλλά υπάρχει ενδιαφέρον από διάφορες φαρμακευτικές ομάδες για να εμπορευματοποιηθεί το νέο γονίδιο αίματος αλλά και άλλα προερχόμενα από φυτά φαρμακευτικά προϊόντα. Ο εμπορικός διευθυντής Daniel Anderson λέει ότι πιθανόν θα περάσουν πολλά χρόνια προτού τα προϊόντα αίματος να είναι διαθέσιμα για τους ανθρώπους.