Roma – Coltivati microrganismi bioingegnerizzati di una specie di lievito in fermentatori, con esiti promettenti per la medicina erboristica. A farlo squadra di bioingegneri della Kobe University. I risultati, riportati su ACS Synthetic Biology, aprono la strada alla produzione microbica di altri composti derivati dalle piante. La medicina erboristica è difficile da produrre su scala industriale. I prodotti medicinali erboristici offrono molti effetti benefici per la salute, ma spesso non sono adatti alla produzione di massa. Un esempio è l’artepillina C, che ha un’azione antimicrobica, antinfiammatoria, antiossidante e anticancro, ma è disponibile solo come prodotto di coltura delle api. “Per ottenere una fornitura ad alta resa e a basso costo, è auspicabile produrla in microrganismi bioingegnerizzati che possono essere coltivati in fermentatori”, ha detto Tomohisa Hasunuma, bioingegnere della Kobe University. “Ciò, tuttavia, comporta le sue sfide tecniche”, ha continuato Hasunuma. “Per cominciare, bisogna identificare l’enzima, la macchina molecolare, che la pianta usa per produrre un prodotto specifico”, ha spiegato Hasunuma. “L’enzima vegetale che è la chiave per la produzione di artepillina C è stato scoperto solo di recente da Kazufumi Yazaki alla Kyoto University”, ha proseguito To Hasunuma. “Ci ha chiesto se possiamo usarlo per produrre il composto nei microrganismi grazie alla nostra esperienza con la produzione microbica”, dice Hasunuma. Il gruppo di ricerca ha poi provato a introdurre il gene che codifica per l’enzima nel lievito Komagataella phaffii, che rispetto al lievito di birra è più abile nel produrre componenti per questa classe di sostanze chimiche e può essere coltivato a densità cellulari più elevate e non produce alcol, limitando la crescita cellulare. Gli scienziati hanno dimostrato che il loro lievito bioingegnerizzato ha prodotto dieci volte più artepillina C di quanto si potesse ottenere prima. I ricercatori hanno compiuto questa impresa regolando attentamente i passaggi chiave lungo la linea di produzione molecolare dell’artepillina C.
Il lievito Komagataella phaffii è molto adatto a produrre componenti per la classe di sostanze chimiche a cui appartiene l’artepillina C, può essere coltivato ad alte densità cellulari e non produce alcol, il che limita la crescita cellulare.
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BAMBÀ Takahiro
“Un altro aspetto interessante è che l’artepillina C tende ad accumularsi all’interno della cellula”, ha aggiunto Hasunuma. “Era quindi necessario far crescere le cellule di lievito nei nostri fermentatori ad alte densità, cosa che abbiamo ottenuto rimuovendo alcune delle mutazioni introdotte per motivi tecnici ma, che ostacolano la crescita densa dell’organismo”, ha sottolineato Hasunuma. Il bioingegnere della Kobe University ha già delle idee su come migliorare ulteriormente la produzione. Un approccio sarà quello di aumentare ulteriormente l’efficienza della fase chimica finale e critica modificando l’enzima responsabile o aumentando il pool di sostanze chimiche precursori. Un altro approccio potrebbe essere quello di trovare un modo per trasportare l’artepillina C fuori dalla cellula. “Se riusciamo a modificare un trasportatore, una struttura molecolare che trasporta sostanze chimiche dentro e fuori dalle cellule, in modo tale che esporti il prodotto nel mezzo mantenendo i precursori nella cellula, potremmo ottenere rese ancora più elevate”, ha affermato Hasunuma. “Le implicazioni di questo studio, tuttavia, vanno oltre la produzione di questo particolare composto”, ha evidenziato Hasunuma. “Dato che migliaia di composti con una struttura chimica molto simile esistono in natura, esiste la possibilità molto concreta che la conoscenza acquisita dalla produzione di artepillina C possa essere applicata alla produzione microbica di altri composti derivati dalle piante”, ha concluso Hasunuma. (30Science.com)
