Katelicidin je jeden z nejznámějších antimikrobiálních peptidů lidské kůže (peptidy jsou obecně chemické sloučeniny organického původu – pozn. red.), je součástí její obranné funkce před infekčními mikroorganismy. Dokáže narušit buněčnou membránu bakterií, a způsobit tak jejich úmrtí.

„Člověk jej produkuje jen velmi málo, v průběhu evoluce ho ‚zapomněl‘ produkovat. Naší metodou genového inženýrství lze připravit účinnější formy látky,” vysvětlila pro Novinky mluvčí CRH Martina Šaradínová.

„Právě díky svým schopnostem rychle a účinně zabraňovat množení patogenních mikroorganismů má peptid velký potenciál při léčbě nejrůznějších infekcí včetně těch, které jsou způsobeny kmeny, jež si vytvořily odolnost vůči antibiotikům. Jednou z hlavních překážek pro komerční uplatnění katelicidinu je ale jeho vysoká výrobní cena,“ vysvětlila Edita Holásková, autorka vědeckého článku o výsledcích výzkumu v odborném časopise Biotechnology Journal.

I to byl jeden z důvodů, proč se olomoučtí výzkumníci rozhodli vyrobit peptid v rostlinách, byť jde o komplikovanou záležitost. Peptidy totiž mají jen omezenou stabilitu, navíc mohou být pro hostitelskou rostlinu toxické.

Žádný negativní vliv na vývoj rostliny

„Nejdříve jsme otestovali vliv různých proteinových či peptidových molekul na výše zmíněné faktory. Následně jsme navrhli různé varianty genu pro lidský katelicidin a vnesli je do listů tabáku, kde vznikly hybridní molekuly. Až po výběru nejúčinnější produkční strategie jsme vybrané geny vnesli do ječmene. Vypěstované transgenní rostliny produkovaly katelicidin, a to jen v obilce (suchý nepukavý plod rostlin),“ přiblížil postup vedoucí výzkumného týmu a ředitel CRH Ivo Frébort.

Vědci peptid izolovali a následně otestovali jeho antimikrobiální aktivitu. Zjistili zároveň, že takto získaný katelicidin či jeho varianty nemají na samotnou rostlinu negativní vliv, a přitom lze z obilky snadno získat.

Cesta k praxi nebude snadná

Ačkoli je produkce antibakteriálního peptidu v ječmeni, zejména v jeho obilce, velkým úspěchem, cesta nové technologie od laboratorních pokusů k využití v praxi bude ještě dlouhá. Cílem odborníků z CRH je zvýšit množství vyprodukovaného peptidu v rostlině a minimalizovat náklady spojené s jeho výrobou i izolací.

Katelicidin je možné využít v lékařství například při léčení chronických ran a kožních onemocnění.

A jak by se pak k pacientům dostal? „Lze ho použít při externí aplikaci, takže krémy, mastičky, napouštění obvazového materiálu,” doplnila Šaradínová.

CRH je vědecké pracoviště, které sdružuje týmy Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého, laboratoře Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Výzkumného ústavu rostlinné výroby. Všechna zmíněná pracoviště se nacházejí v Olomouci.