Piante per la produzione di massa di metaboliti
La quantità dei composti prodotti dalle piante è perfetta per esse, ma è troppo ridotta per essere utilizzata dalle aziende farmaceutiche. Queste molecole sono molto complesse e spesso simili ad altre meno utili prodotte dalle piante, rendendone difficile e costoso l'isolamento e l'estrazione. Il progetto SMARTCELL(si apre in una nuova finestra) ("Rational design of plant systems for sustainable generation of value-added industrial products"), finanziato dall'UE, ha sviluppato nuove tecniche abilitanti per la valorizzazione a livello industriale di preziosi metaboliti vegetali secondari. Gli scienziati hanno applicato nuove tecniche per sciogliere i geni e i prodotti del percorso degli alcaloidi indolici terpenoidici e ottenere metaboliti secondari con proprietà farmaceutiche. Iniziando con la pianta di pervinca che produce piccole quantità di composti di interesse, i ricercatori sono stati in grado di trovare legami funzionali tra geni, enzimi e molecole. Utilizzando le trasformazioni multigeniche sviluppate dai partner, hanno poi introdotto i geni relativi nelle cellule delle piante per testare l'attività. Grazie alle avanzate e innovative tecniche analitiche, il team ha confermato la funzione dei geni e la produzione di composti target. I geni sono stati espressi in organismi come i batteri, il tabacco a crescita rapida, oltre alle coltivazioni di radici e alle sospensioni di cellule che possono essere cresciute continuamente. Sono stati sviluppati nuovi strumenti bio-informatici per misurare e distinguere le differenze dello spettro tra i gruppi di tabacco e pervinca con genotipi e condizioni di crescita diversi. Le colture di radici e delle sospensioni di cellule hanno fornito il più grosso raccolto di geraniolo, un metabolita secondario target, con una produzione di circa un grammo entro 41 giorni. Tecniche avanzate e percorsi di produzione economica aprono le porte alla produzione di infiniti composti chimici da altrettanti illimitati tipi di piante. SMARTCELL ha quindi creato le fondamenta per lo sviluppo della produzione sostenibile su scala industriale di molecole estratte dalle piante di rilevanza farmaceutica utilizzando sistemi biotecnologici e attenendosi ai più elevati standard normativi.
Parole chiave
Piante, cellule vegetali, ingegneria metabolica, metaboliti secondari, farmaceutico, trasformazioni multigeniche, bioinformatica
