Ontsluit de geheimen van een kankerbestrijdende bloem
Een chemische stof die wordt gewonnen uit een kleine bloeiende plant, helpt al decennia bij de strijd tegen kanker. Nu, na een jacht van 60 jaar, hebben wetenschappers eindelijk ontdekt hoe het dit medisch belangrijke molecuul creëert.
De maagdenpalm van Madagascar, of roze maagdenpalm, is een aangename kleine plant die menig tuin siert.
Maar er is meer aan deze angiosperm dan op het eerste gezicht lijkt - in feite is het een redder in leven.
Al decennia lang hebben wetenschappers gretig een chemische stof genaamd vinblastine uit de bladeren gehaald.
In Canada ontdekten wetenschappers in de jaren vijftig dat vinblastine een ongelooflijk nuttig medicijn tegen kanker is.
Het voorkomt dat cellen mitose binnendringen, waardoor de celdeling wordt onderbroken, en het is gebruikt tegen blaas-, testikel-, long-, eierstok- en borstkanker.
De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) noemt het een essentieel medicijn en classificeert het als een van 'de meest effectieve, veilige en kosteneffectieve medicijnen voor prioritaire omstandigheden'.
Het probleem met vinblastine
Een belangrijk probleem heeft het nut van vinblastine aangetast: het is erg moeilijk en inefficiënt om te extraheren. Ondanks technologische vooruitgang die heeft bijgedragen aan het stroomlijnen van de procedure, blijft deze traag en duur. Momenteel is er ongeveer 500 kilo gedroogde bladeren nodig om slechts 1 gram vinblastine te produceren.
Vanwege de ongelooflijke hoeveelheid beenwerk die nodig is om het medicijn te produceren, hebben wetenschappers een 60-jarige missie gedaan om te begrijpen hoe de plant deze chemische stof maakt.
Als ze het natuurlijke proces kunnen begrijpen, kunnen ze het hopelijk in het laboratorium nabootsen en manieren bedenken om vinblastine efficiënter en, belangrijker nog, tegen lagere kosten te produceren.
De afgelopen 15 jaar hebben onderzoekers van het laboratorium van prof.Sarah O'Connor in het John Innes Centre in Norfolk, Verenigd Koninkrijk, geprobeerd de genetica van de maagdenpalm van Madagaskar te ontrafelen.
Ten slotte hebben Dr. Lorenzo Caputi en zijn team - in samenwerking met wetenschappers van de Courdavault-groep in Tours, Frankrijk - het laatste stukje van de puzzel beschreven.
Met behulp van de modernste technieken voor genoomsequentiebepaling hebben ze de ontbrekende genen op de weg naar vinblastineproductie vastgepind.
“Vinblastine is een van de structureel meest complexe medicinaal actieve natuurlijke producten in planten, en daarom hebben zoveel mensen in de afgelopen 60 jaar geprobeerd te bereiken waar we in deze studie zijn gekomen. Ik kan niet geloven dat we eindelijk hier zijn. "
Prof. Sarah O'Connor
De 31 stappen naar vinblastine
Zoals de auteurs van de studie opmerken, zijn hun bevindingen gebaseerd op jarenlang werk dat in een aantal laboratoria over de hele wereld is uitgevoerd. Het is echt een gezamenlijke inspanning geweest.
Hun recente paper, getiteld ‘Missing enzymes in the biosynthesis of the antikankermedicijn vinblastine in Madagascar maagdenpalm’, is gepubliceerd in het tijdschrift WetenschapIn het artikel identificeren de onderzoekers ook de enzymen die betrokken zijn bij de laatste stappen van de synthese van vinblastine: catharanthine en tabersonine.
Met behulp van moderne technologie, traditionele chemie en literatuur uit de jaren zestig en zeventig hebben ze de chemische stappen samengevoegd die nodig zijn om het precursormolecuul in vinblastine om te zetten - maar liefst 31 stappen in totaal. De roze maagdenpalm is inderdaad een indrukwekkende plant.
De enzymen die ze hebben geïdentificeerd, kunnen worden gekoppeld met behulp van synthetische biologietechnieken die al in gebruik zijn, waardoor een broodnodige snelkoppeling ontstaat naar de productie van vinblastine.
Er is een goede reden om enthousiast te zijn over deze resultaten. Prof. O'Connor zegt: "Met deze informatie kunnen we nu proberen de hoeveelheid vinblastine die in de plant wordt geproduceerd te verhogen of door synthetische genen in gastheren zoals gist of planten te plaatsen."
Ze voorspellen dat hun laboratorium, of dat van een concurrent, binnen de komende 12-18 maanden in staat zou moeten zijn om kleine hoeveelheden vinblastine of zijn voorlopers vindoline en catharanthine te maken.
