„Enzymy kódované těmito dvěma geny unikaly rostlinným biochemikům půl století,“ říká Peter Facchini, profesor na katedře biologických věd, který zasvětil svou kariéru studiu jedinečných vlastností opiového máku. „Tím, že jsme našli nejen enzymy, ale i geny, jsme udělali velký krok vpřed. Je to ekvivalent nalezení genu, který se podílí na vzniku rakoviny nebo jiných genetických poruch.“
Závěry vědců byly publikovány v časopise Nature Chemical Biology.
Kodein je zdaleka nejrozšířenějším opiátem na světě a jedním z nejčastěji užívaných léků proti bolesti. Kodein lze získat přímo z rostliny, většina kodeinu se syntetizuje z mnohem hojnějšího morfinu, který se nachází v opiovém máku. Kodein se pomocí enzymu v játrech přeměňuje na morfin, který je aktivním analgetikem a přirozeně se vyskytující sloučeninou u člověka. Kanaďané každoročně utratí za farmaceutické výrobky obsahující kodein více než 100 milionů dolarů a v přepočtu na obyvatele patří mezi největší spotřebitele této drogy na světě. Přesto Kanada dováží všechny své opiáty z jiných zemí.
„Díky tomuto objevu můžeme potenciálně vytvořit rostliny, které zastaví výrobu u kodeinu. Pracujeme také na efektivnější a ekonomičtější syntéze kodeinu a dalších opiátových drog v kontrolovaných bioprocesorových zařízeních,“ říká Facchini. „Náš objev nyní umožňuje využívat mikroorganismy k výrobě opiátových drog a dalších důležitých léčiv.“ Jedním z dalších kroků výzkumného týmu je využití genu pro kodein k výrobě léčiv v kvasinkách nebo bakteriích.
Jillian Hagelová, postdoktorandka ve Facchiniho laboratoři, dostala za úkol najít tyto klíčové geny v rámci svého doktorského výzkumu. Podařilo se jí to pomocí špičkových genomických technik, které jí pomohly protřídit až 23 000 různých genů a nakonec najít gen zvaný kodein O-dementyláza (CODM), který produkuje rostlinný enzym přeměňující kodein na morfin.
„Byl to vzrušující den,“ říká Hagelová o svém objevném okamžiku. „Našli jsme chybějící kousky, které byly potřeba k pochopení toho, jak opiový mák vyrábí morfin.“
Facchini dodává: „Víme, jak se morfin vyrábí: „Evoluce těchto dvou genů v jediném rostlinném druhu měla tak obrovský dopad na lidstvo za posledních několik tisíc let. Náš objev umožňuje tuto jedinečnou genetickou sílu využít mnoha důležitými způsoby.“
.