Mišje oči vrše fotosintezu nakon transplantacije iz biljke u životinju

Da li bi ekstrakti iz spanaća mogli biti sledeći tretman za bolest suvog oka?

Fotosintetski mehanizam može se uzeti iz spanaća i transplantirati u oči miševa, gde transformiše svetlost u molekule koji nose energiju i mogu ublažiti zapaljenje.

Preporučujemo

„Krademo čitavu tehnologiju koja je evoluirala milionima godina u biljkama i možemo da je transplantiramo u životinjski sistem”, kažu naučnici sa Nacionalnog univerziteta Singapura. Nalazi sugerišu da bi prenos organela iz biljaka u životinje mogao dovesti do novih bioloških uvida, kao i terapijskih primena.

„Svaki pokušaj da se ovo uradi u početku će nužno izgledati kao neki trik. Međutim, samo isprobavanjem tehnike i otkrivanjem njenih ograničenja — kao što su dužina trajanja efekata i koje ćelije mogu biti ciljane — istraživači mogu raditi na primeni“.

Inspiracija za istraživanje potencijala za transplantaciju između različitih domena živog sveta došla je od sposobnosti morskih puževa golaća da „ukradu” fotosintetski mehanizam od algi.

Da bi videli da li su ćelije sisara sposobne za tako nešto, istraživači su prvo izolovali hloroplaste iz lisnatog povrća — fotosintetske motore koji pretvaraju svetlost u energiju. Spanać (Spinacia oleraceae) je dao više fotosintetske mašinerije nego crveni amarant (Amaranthus tricolor), vodeni spanać (Ipomoea aquatica) ili zelena salata (Lactuca sativa).

U laboratorijskoj posudi, ćelije sisara su brzo preuzele hloroplaste u obliku nanočestica, nazvane LEAF. Unutar ćelija, nanočestice su mogle da transformišu svetlost u hemijsku energiju tokom nekoliko sati, proizvodeći molekule (ATP, NADPH) koji nose energiju. Kod biljaka, druga faza fotosinteze pretvara ove molekule u ugljene hidrate — što je korak koji LEAF čestice ne podržavaju.

Reakcije koje obavljaju nanočestice predstavljaju „ograničen oblik fotosinteze, ali je to ipak fotosinteza”, kažu naučnici.

Da bi istražili da li ove nanočestice mogu imati praktične koristi, istraživači su se fokusirali na sposobnost NADPH da neutrališe molekule zvane reaktivne vrste kiseonika koji mogu izazvati zapaljenje. Kapi za oči sa LEAF česticama pomogle su da se ublaži zapaljenje kod mišjeg modela bolesti suvog oka, stanja koje karakteriše nakupljanje reaktivnih vrsta kiseonika na površini oka. Nanočestice su neutralisale štetne molekule unutar i oko ćelija rožnjače.

Postavilo se pitanje da li će LEAF čestice, koje imaju blagu zelenu nijansu, obojiti oči miševa u zeleno. Međutim, ove molekularne mašine su toliko efikasne u proizvodnji NADPH da su malene doze ekstrakta spanaća — previše male da bi bile vidljive nakon primene — sposobne da postignu efekat.

Naučnici sad rade u pravcu testiranja LEAF čestica u kliničkom ispitivanju na ljudima sa bolešću suvog oka. Mala količina spanaća — koja košta oko 0,20 dolara — trebalo bi da obezbedi dovoljno LEAF čestica za tretiranje više od 50 ljudi dva puta dnevno tokom mesec dana.

Istraživači takođe razmatraju transplantaciju organela biljnog porekla u druge tipove tkiva osim rožnjače.

„Ovo zaista pomera granice medicine. Veoma je uzbudljivo, čak i ako sad deluje malo blesavo”.

(Telegraf Nauka/Nature)