Hoe kun je medicijnen maken in de ruimte?

Het is een moeilijke vraag, aangezien veel medicijnen waar we op aarde van genieten chemicaliën gebruiken die uit planten komen, en de ruimte is bijna verstoken van de basisbehoeften van planten:bodem, water, zuurstof en zonlicht. Tegelijkertijd, elke realistische kans voor toekomstige verkenning van de ruimte zal een manier vereisen om ziekten te behandelen zonder een mogelijk maandenlange reis terug naar de aarde te maken.

John D'Auria, een assistent-professor aan de Texas Tech University Department of Chemistry &Biochemistry, heeft een belangrijke rol gespeeld bij het helpen oplossen van dat probleem op een manier die ook hier thuis meer directe gevolgen heeft.

Volgens een studie die vandaag in het online tijdschrift is gepubliceerd Natuurcommunicatie , D'Auria en zijn collega's melden dat, door de genen en enzymen te ontdekken die planten gebruiken om de tweede ring in de kernstructuur van tropaan-alkaloïden te vormen, zij zullen in staat zijn om nieuwe, nieuwe manieren om deze belangrijke chemicaliën te produceren.

"Het grotere plaatje hier is zeker het vermogen om deze verbindingen te gaan maken in organismen die ze gewoonlijk niet maken, d.w.z. bacteriën, gist en andere planten, " D'Auria zei. "Verbindingen zoals deze zijn geweldige kandidaten voor engineering in gist of bacteriën, omdat we ze dan kunnen gebruiken als vervanging voor klassieke organische synthese voor de vooruitzichten van ruimteverkenning.

"Er zijn geen petrochemicaliën in de ruimte. Dat betekent dat als we complexe organische moleculen willen maken, we zullen bacteriën moeten gebruiken, gisten en planten om ze voor ons te maken. Dit is het uiteindelijke doel van onze subsidie, en het papier is een grote stap op die weg."

Natuurlijk, gebruik in de ruimte is niet de enige toepassing van dit onderzoek. Het hebben van nieuwe manieren om tropaan-alkaloïden te produceren, helpt ook om medicinale verbindingen op aarde te creëren.

"Twee tropaan-alkaloïden, bekend als atropine en scopolamine, door de Wereldgezondheidsorganisatie worden vermeld als behorend tot de essentiële lijst van moderne geneesmiddelen, ' zei D'Auria. 'Atropine, bijvoorbeeld, is wat uw pupillen verwijdt als u naar de oogarts gaat. Scopolamine wordt vaak gebruikt als medicijn tegen reisziekte en voor patiënten die misselijk zijn van chemotherapie. Begrijpen hoe deze verbindingen biochemisch worden gemaakt, kan helpen bij hun productie in bacteriën en gisten voor een soort 'groene chemie' met minimale impact, evenals hulp bij het ontwerpen van nieuwe varianten voor medicinaal gebruik."

D'Auria's medewerkers aan het onderzoek zijn onder meer Cornelius Barry, Matt Bedewitz en Daniel Jones van de Michigan State University, evenals de laboratoria van Texas Tech Horn Professor Guigen Li en universitair hoofddocent Michael Findlater.

"Ik heb het gevoel dat we een grote sprong hebben gemaakt in het begrijpen van een klasse van plantaardige chemicaliën die essentieel zijn voor de menselijke gezondheid, " D'Auria zei. "Het potentieel dat dit mijn onderzoek bij Texas Tech biedt, kan niet worden onderschat. Mijn studenten, zowel afgestudeerd als bachelor, beginnen aan een reeks projecten die zeker zullen eindigen als grote doorbraken in metabole engineering en synthetische biologie.

"Natuurlijk, dit werk is ook cruciaal om Texas Tech te laten zien dat ons lab aan kracht wint en dat, hoewel ons onderzoek langer kan duren dan wat over het algemeen als gemiddeld wordt beschouwd voor de vakgebieden chemie en biochemie, de uitbetaling levert zeer impactvolle wetenschappelijke tijdschriften op."