Rastlinná látka čistí telo od neurotoxínov

Geneticky upravený tabak vyrába dôležitú ľudskú zlúčeninu, ktorá chráni ľudský organizmus pred otravou organofosfátmi.

V časopise Proceedings of the National Academy of Sciences to predbežne online oznámil dvadsaťčlenný americko-izraelský tím, ktorý viedol Tsafrir Mor z rizonskej štátnej univerzity v Tempe. Prvým autorom článku bol jeho kolega Brian Geyer. Mozgové signály majú podobu elektrických impulzov, ktoré sa premieňajú na chemické prenosy. To umožňuje komunikáciu cez úzke medzery, tzv. synaptické štrbiny, oddeľujúce neuróny navzájom, alebo neuróny od cieľových buniek. V centrálnej i periférnej nervovej sústave pri tom hrá veľmi dôležitú úlohu neurotransmiter acetylcholín.

Celý systém však môže ohroziť náhodná alebo úmyselná otrava organofosfátmi. Tieto látky sa vyskytujú v mnohých pesticídoch a aj v nervových chemických zbraniach. Tsafrir Mor s kolegami preukázal, že ľudskú butyrylcholínesterázu (BChe), označovanú ako molekula-biozametač, možno umelo vyrábať pomocou rastlín a že táto rastlinná verzia účinne chráni proti otrave organofosfátmi. Nie je to dôležité "iba" pre ochranu pred organofosfátmi, ale aj pre výskum alzheimerovskej demencie a iných chorôb, ktoré súvisia s acetylcholínom. Možno to poslúži aj v liečbe predávkovania drogami a celkove drogovej závislosti, zvlášť čo sa týka kokaínu. V rozvojovom svete pomerne často dochádza k náhodným otravám organofosfátmi. Chudobní roľníci ich neraz dokonca volia ako prostriedok samovraždy. Podobu chemických zbraní nadobudli v nacistickom Nemecku, neskôr ich hromadili aj USA a ZSSR. Po skončení studenej vojny a zániku ZSSR sa niektoré také zbrane dostali do rúk nezodpovedných režimov iných krajín a teroristických skupín. O to dôležitejšia je účinná ochrana.

Akútne príznaky otravy organofosfátmi sa liečia napríklad atropínom, no podobné liečby nezaberajú na dlhodobé neurologické dôsledky, ako sú svalová slabosť, záchvaty a kŕče, trvalé poškodenie mozgu a poruchy správania. Molekuly-biozametače chránia organizmus pred neželateľnými látkami, ktoré neutralizujú či ničia. Najpreskúmanejšími biozametačmi sú dve ľudské cholínesterázy - acetylcholínesteráza (AChe) a spomenutá BChe. Prvú z nich produkujú mozgové neuróny, druhú pečeň, pričom BChe obieha v krvnom sére. Cholínesterázy popri obrane tela pred škodlivými chemikáliami vykonávajú dôležitú údržbu – "vymetajú" už nepotrebné molekuly acetycholínu.

AChe takto prerušuje prenos nervových impulzov cez mozgové synapsy a rozhrania pohybových neurónov a receptorov svalových buniek. Deje sa to doznení signálu, čo trvá okamih. Keby prenos pokračoval, vyvolal by nekoordinované pohyby až paralýzu. Cholínesterázy likvidujú odpadový acetylcholín hydrolýzou, rozštiepením molekuly pomocou molekuly vody. AChe takto zvládne až 25.000 molekúl acetylcholínu za sekundu. Keďže celý cholínový systém regulácie nervových impulzov je takto veľmi citlivý, mnohé rastliny a živočíchy využívajú jeho narúšanie ako obranný i útočný prostriedok. Jedovatosť organofosfátov spočíva v tom, že blokujú pôsobenie cholínesteráz. Ľudský organizmus tomu čelí génom, ktorý kóduje BChe, zlúčeninu príbuznú AChe. BChe obieha krvou, aby v prípade potreby zasiahla proti aktérom takej blokády. AChe sa z mozgu získava iba ťažko, BChe z krvi ľahko – a možno ju skladovať pre prípad potreby.

Má to však háčik. BChe nie je dosť. Pre ochranu jedinej brigády (niekoľko tisíc vojakov) na bojisku pred nervovými jedmi by bolo treba BChe z krvných zásob v celej krajine. Výrazne rozšíriť disponibilné množstvo BChe okrem toho vyžadujú aj mierové medicínske účely. Od liečby vrodených či získaných porúch cholínového systému po spomenutú liečbu predávkovania kokaínom a závislosti od tejto drogy. Tsafrir Mor s kolegami úspešne vyskúšali jednu možnú cestu, ako to dosiahnuť. Využili geneticky upravené tabakové rastliny, ktoré v listoch vyrábali ľudskú BChe. Na dvoch zvieracích modeloch (myši a morčatá) overili, že rastlinná BChe funguje ako spoľahlivá ochrana pred organofosfátmi z pesticídov a nervových chemických zbraní.

Vedcom sa tiež podarilo predĺžiť dobu existencie rastlinnej BChe na hodnotu bližšiu prirodzenej ľudskej BChe v krvnom obehu a tak zvýšili jej účinnosť. V súčasnosti rastlinná BChe pôsobí tak, že na likvidáciu každej molekuly látky, blokujúcej cholínesterázy, treba jednu molekulu tohto enzýmu. Tím Tsafrira Mora chce rastlinnú BChe upraviť tak, aby fungovala katalyticky, čiže hromadne ako AChe. To by umožnilo použiť pri preventívnej ochrane pre otravou alebo pri liečbe otravy podstatne menšie dávky Bche.

Zdroje:

Proceedings of the National Academy of Sciences USA Early Edition z 5. 11. 2010
Komuniké Arizona State University z 23. 11. 2010.

Autor článku: TASR

Dátum zverejnenia: