Лекарства на основе рододендрона теперь производятся бактериями

Биоинженерные бактерии E. coli теперь могут производить группу соединений с противораковой, анти-ВИЧ, антидиабетической и противовоспалительной активностью. Достижение Университета Кобе является результатом рациональной стратегии проектирования, которая создает платформу для промышленного производства потенциальных лекарств.

Растения производят множество веществ с перспективной фармакологической активностью. Например, виды рододендронов производят класс соединений, называемых меротерпеноидами, производными орселлиновой кислоты, с замечательной противораковой, анти-ВИЧ, антидиабетической и противовоспалительной активностью. Однако, несмотря на их привлекательность для фармакологических исследований, их природное происхождение делает их ненадежными и дорогими в производстве, а предыдущие попытки микробного производства основного соединения, орселлиновой кислоты, приводили лишь к разочаровывающе низким результатам. Докторант Университета Кобе Томита Ицуки говорит: “В литературе есть много примеров, когда соединения кажутся многообещающими, но не могут достаточно продвинуться в оценке или прикладных исследованиях из-за проблем с поставками. Я начал чувствовать, что это не проблема отдельных соединений, а скорее структурная проблема, стоящая перед исследованиями натуральных продуктов в целом”.

Томита работает в группе биоинженера Хасунумы Томохиса из Университета Кобе, команды экспертов по рациональному созданию микроорганизмов, таких как кишечная бактерия Escherichia coli, для производства широкого спектра соединений. Используя комбинацию внедрения соответствующих генов растений, грибов и бактерий, анализа метаболизма организма и оптимизации условий культивирования, они намеревались создать первую производственную платформу для этих соединений, готовую к промышленному производству, на основе широко используемой бактерии E. coli.

В журнале «Метаболическая инженерия» биоинженеры из Университета Кобе теперь публикуют, что они достигли производства 202 мг орселлиновой кислоты на литр, что представляет собой 40-кратное улучшение по сравнению с ранее сообщавшимся микробным производством. Это был не только самый высокий уровень производства, достигнутый на данный момент, но и первый раз, когда основное соединение было получено в E. coli. Томита, первый автор исследования, говорит: «Это значительное достижение: мы воссоздали сложный путь биосинтеза эукариот в бактерии E. coli, что раньше считалось трудным».

Кроме того, группа также представила еще один ген рододендрона, который завершил биосинтез фармакологически значимого соединения. В качестве представителя класса фармацевтических препаратов команда Университета Кобе выбрала грифолиевую кислоту, соединение, известное своими мощными противораковыми и обезболивающими свойствами. И хотя сконструированные таким образом бактерии могли успешно производить целевое соединение, выход был низким, и команда Хасунумы признает необходимость дальнейшей оптимизации производственного процесса. Фактически, они уже определили потенциальные узкие места, которые необходимо оптимизировать в будущих исследованиях.

Но цели группы выходят далеко за рамки этого. Хасунума объясняет: “В краткосрочной перспективе платформа, созданная в этом исследовании, может быть немедленно применена для производства и оценки родственных соединений и их производных. Однако использованная здесь стратегия рационального проектирования служит основополагающей технологией для производства различных сложных соединений с использованием E. coli”.

Томита И., Бамба Т., Ёсида Т., Сандейс Л., Насуно Р., Хидесе Р., Хасунума Т.
Биосинтетическая платформа для меротерпеноидов, производных орселлиновой кислоты, в Escherichia coli.
Метаб англ. 2026 март;94:231-240. дои: 10.1016/j.ymben.2025.12.008