Τον γενετικό μηχανισμό που παράγει τη φαρμακευτική ρητίνη του λαδάνου ανακάλυψαν Έλληνες ερευνητές, ανοίγοντας τον δρόμο για «υποβοηθούμενη» παραγωγή του.
Μπορεί να μη γνωρίζετε την επιστημονική ονομασία του φυτού της φωτογραφίας μας, αλλά οι πιθανότητες να το έχετε δει στις εκδρομές σας στην ελληνική ύπαιθρο είναι μεγάλες, καθώς φύεται ευρέως στη χώρα μας.
Η κρητική λαδανιά με τα χαρακτηριστικά «τσαλακωμένα» άνθη της
Αυτό όμως που μπορεί να μη γνωρίζετε είναι ότι από αυτό το φυτό, που ανήκει στο γένος Cistus, παράγεται το λάδανο, μια ρητίνη με φαρμακευτικές ιδιότητες γνωστές από την αρχαιότητα και καλά τεκμηριωμένες από τη σύγχρονη επιστήμη. Βασισμένη σε αυτά τα δεδομένα, η ερευνητική ομάδα του καθηγητή Βιοτεχνολογίας Φαρμακευτικών Φυτών στη Φαρμακευτική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κ. Αγγελου Κανελλή αποφάσισε πριν από 13 χρόνια να κάνει «φύλλο και φτερό» το φυτό προκειμένου να εντοπίσει τα γονίδια που ευθύνονται για την παραγωγή των θεραπευτικών ουσιών του και να τα αξιοποιήσει για να αυξήσει την παραγωγή τους. Τώρα που μέρος των στόχων αυτών έχει εν πολλοίς επιτευχθεί ο κ. Κανελλής μίλησε στο «ΒΗΜΑScience» για αυτή την ωραία επιστημονική περιπέτεια που ξεκίνησε από ένα χωριό της Κρήτης.
Από την εποχή του Ιπποκράτη «Το Cistus,και ειδικότερα το είδος (Cistus creticus creticus,κρητική λαδανιά ή αλάδανος) που φύεται γύρω από το χωριό Σίσες Μυλοποτάμου στα βόρεια του Νομού Ρεθύμνης,παράγει μεγάλες ποσότητες μιας ρητίνης,γνωστής από την αρχαιότητα για τις φαρμακευτικές ιδιότητές της. Είναι χαρακτηριστικό ότι το φυτό αναφέρεται από τον Ιπποκράτη,τον Ηρόδοτο και τον Διοσκουρίδη, αλλά και από νεότερους βοτανολόγους,όπως ο Τουρνεφόρ. Στη ρητίνη περιέχονται λαβδανικά διτερπένια, ενώσεις οι οποίες έχουν αποδειχθεί από μελέτες σύγχρονων ερευνητών πως διαθέτουν αντιμικροβιακή αλλά και κυτταροστατική δράση. Ειδικότερα,η κυτταροστατική δράση τους έχει τεκμηριωθεί από τον δρα Κ. Δεμέτζο, καθηγητή του Πανεπιστημίου Αθηνών, ο οποίος τη διαπίστωσε σε μια σειρά ανθρώπινων λευχαιμικών κυτταρικών σειρών. Έχοντας αυτά ως δεδομένα, ξεκινήσαμε πριν από 13 χρόνια να μελετήσουμε το βιοχημικό μονοπάτι παραγωγής των εν λόγω διτερπενίων» μας είπε ο κ. Κανελλής.
Η ρητίνη της λαδανιάς παράγεται από τα αδενικά τριχώματα του φυτού. Τα τριχώματα είναι εξειδικευμένες δομές της επιδερμίδας πολλών φυτών και μπορούν να διαδραματίζουν πολλούς και ποικίλους ρόλους.
Τριχώματα της κρητικής λαδανιάς, που παράγουν την πολύτιμη ρητίνη
Ειδικότερα στα φυτά που είναι αναγκασμένα να ζουν σε ακραία περιβάλλοντα, όπως παραδείγματος χάριν η λαδανιά, η οποία φύεται σε άνυδρες περιοχές, τα τριχώματα συχνά παράγουν ουσίες με ιδιότητες προστατευτικές για τα φυτά. Δεν είναι λοιπόν περίεργο το γεγονός ότι οι Έλληνες ερευνητές εστίασαν το ενδιαφέρον τους στη μελέτη των τριχωμάτων του φυτού. «Ο στόχος μας ήταν τριπλός: να απομονώσουμε και να χαρακτηρίσουμε τα γονίδια τα οποία συμμετέχουν στο βιοσυνθετικό μονοπάτι των λαβδανικών διτερπενίων με φαρμακευτικές ιδιότητες, αλλά και να εντοπίσουμε τα γονίδια που εκφράζονται μόνο στα τριχώματα και ακόμη εκείνα που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη μορφογένεση των τριχωμάτων» σημείωσε ο κ. Κανελλής. Στην πράξη δηλαδή αυτό που ήθελε η ερευνητική ομάδα ήταν να διαλευκάνει όλα τα στάδια παραγωγής των διτερπενίων, αρχίζοντας από την αρχή, από τη δημιουργία των τριχωμάτων. Οπως εξήγησε ο κ. Κανελλής, «μπορεί κανείς να δει τα τριχώματα του φυτού Cistus creticus σαν μίνι εργοστάσια παραγωγής βιοδραστικών μορίων. Ήταν πολύ σημαντικό να ξέρουμε όλα τα στάδια σε αυτή την αλυσίδα.Παραδείγματος χάριν,ένας τρόπος να αυξήσει κανείς την παραγωγή των διτερπενίων θα ήταν μέσω της αύξησης του αριθμού των τριχωμάτων».
Απαιτήθηκε πολλή και εξαιρετικά κοπιαστική εργασία, όπως μαρτυρούν οι ανακοινώσεις των Ελλήνων ερευνητών σε μια σειρά από έγκριτες επιστημονικές επιθεωρήσεις («Ρlant Ρhysiology», «Ρlant Μolecular Βiology», «Journal of Εxperimental Βotany», «Ρhytochemistry», «Ρlant Cell Reports» κ.ά.) τα τελευταία χρόνια. Ολα άρχισαν με τη συλλογή των τριχωμάτων από φύλλα του φυτού σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως πρώτη ύλη για την απομόνωση χιλιάδων γονιδίων, τα οποία στη συνέχεια κατηγοριοποιήθηκαν με τη βοήθεια σύγχρονων μοριακών τεχνικών και βιοπληροφοριακής. Από αυτή τη δεξαμενή γονιδίων, οι Έλληνες ερευνητές επέλεξαν τα πιο ενδιαφέροντα για περαιτέρω μελέτη.
Τριχώματα της κρητικής λαδανιάς, που παράγουν την πολύτιμη ρητίνη
Ειδικότερα στα φυτά που είναι αναγκασμένα να ζουν σε ακραία περιβάλλοντα, όπως παραδείγματος χάριν η λαδανιά, η οποία φύεται σε άνυδρες περιοχές, τα τριχώματα συχνά παράγουν ουσίες με ιδιότητες προστατευτικές για τα φυτά. Δεν είναι λοιπόν περίεργο το γεγονός ότι οι Έλληνες ερευνητές εστίασαν το ενδιαφέρον τους στη μελέτη των τριχωμάτων του φυτού. «Ο στόχος μας ήταν τριπλός: να απομονώσουμε και να χαρακτηρίσουμε τα γονίδια τα οποία συμμετέχουν στο βιοσυνθετικό μονοπάτι των λαβδανικών διτερπενίων με φαρμακευτικές ιδιότητες, αλλά και να εντοπίσουμε τα γονίδια που εκφράζονται μόνο στα τριχώματα και ακόμη εκείνα που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη μορφογένεση των τριχωμάτων» σημείωσε ο κ. Κανελλής. Στην πράξη δηλαδή αυτό που ήθελε η ερευνητική ομάδα ήταν να διαλευκάνει όλα τα στάδια παραγωγής των διτερπενίων, αρχίζοντας από την αρχή, από τη δημιουργία των τριχωμάτων. Οπως εξήγησε ο κ. Κανελλής, «μπορεί κανείς να δει τα τριχώματα του φυτού Cistus creticus σαν μίνι εργοστάσια παραγωγής βιοδραστικών μορίων. Ήταν πολύ σημαντικό να ξέρουμε όλα τα στάδια σε αυτή την αλυσίδα.Παραδείγματος χάριν,ένας τρόπος να αυξήσει κανείς την παραγωγή των διτερπενίων θα ήταν μέσω της αύξησης του αριθμού των τριχωμάτων».
Απαιτήθηκε πολλή και εξαιρετικά κοπιαστική εργασία, όπως μαρτυρούν οι ανακοινώσεις των Ελλήνων ερευνητών σε μια σειρά από έγκριτες επιστημονικές επιθεωρήσεις («Ρlant Ρhysiology», «Ρlant Μolecular Βiology», «Journal of Εxperimental Βotany», «Ρhytochemistry», «Ρlant Cell Reports» κ.ά.) τα τελευταία χρόνια. Ολα άρχισαν με τη συλλογή των τριχωμάτων από φύλλα του φυτού σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως πρώτη ύλη για την απομόνωση χιλιάδων γονιδίων, τα οποία στη συνέχεια κατηγοριοποιήθηκαν με τη βοήθεια σύγχρονων μοριακών τεχνικών και βιοπληροφοριακής. Από αυτή τη δεξαμενή γονιδίων, οι Έλληνες ερευνητές επέλεξαν τα πιο ενδιαφέροντα για περαιτέρω μελέτη.
Ενα από τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης είναι η αποκάλυψη ενός άγνωστου ως πρόσφατα βιοχημικού μονοπατιού μέσω του οποίου παράγονται τα λαβδανικά διτερπένια. Οπως μας εξήγησε ο κ. Κανελλής, «εκτός από την ικανοποίηση της αποκάλυψης αυτής καθαυτής, η διαλεύκανση του μηχανισμού παραγωγής των λαβδανικών διτερπενίων μάς παρέχει τη δυνατότητα να παρέμβουμε εφόσον χρειαστεί για να αυξήσουμε την παραγωγή τους». Το ίδιο σημαντικός για την αύξηση της παραγωγής είναι ο εντοπισμός γονιδίων που ρυθμίζουν τη μορφογένεση των τριχών. Σύμφωνα με τον Έλληνα καθηγητή «Ολα τα κύτταρα της επιδερμίδας της λαδανιάς έχουν την ικανότητα να δώσουν γένεση σε τριχώματα. Ωστόσο, όταν ένα κύτταρο μπαίνει στον δρόμο της διαφοροποίησης προς τρίχωμα, απαγορεύει στα γειτονικά του να το μιμηθούν. Ενας άλλος τρόπος λοιπόν να αυξήσει κανείς τον αριθμό των τριχωμάτων θα ήταν να άρει αυτή την απαγόρευση».
Ωφέλιμος ρόλος για τον καπνό
Περιττό να πούμε ότι η άρση της εν λόγω απαγόρευσης θα πρέπει να είναι επιλεκτική και πολύ καλά ελεγχόμενη. Οι Έλληνες ερευνητές διαθέτουν σήμερα τα κατάλληλα μοριακά εργαλεία για να πετύχουν αυτόν τον στόχο. Ωστόσο επειδή η λαδανιά είναι ένα φυτό δύσκολο στη γενετική τροποποίηση, σκοπεύουν να συνεχίσουν τον πειραματισμό τους με το πολύ καλά μελετημένο φυτό του καπνού. «Σε πρώτη φάση σκοπεύουμε να τροποποιήσουμε γενετικά καπνό ώστε στα τριχώματά του να παράγονται τα λαβδανικά διτερπένια της κρητικής λαδανιάς. Βασικό εργαλείο μας σε αυτή την προσπάθεια είναι μια περιοχή DΝΑ της λαδανιάς την οποία έχουμε απομονώσει και ταυτοποιήσει και η οποία καθορίζει την έκφραση των γονιδίων στα τριχώματα και μόνο σε αυτά». Ωστόσο τα μοριακά εργαλεία των Ελλήνων ερευνητών δεν θα χρησιμοποιηθούν μόνο για την αξιοποίηση της κρητικής λαδανιάς, αλλά και ενός ακόμη φυτού της πλούσιας κρητικής χλωρίδας. Έχοντας μελετήσει τη βιοσύνθεση των φαινολικών τερπενίων του κρητικού φασκόμηλου (τα οποία εμφανίζουν αντιμικροβιακές, αντικαρκινικές, αντιδιαβητικές αλλά και νευροπροστατευτικές ιδιότητες), σκοπεύουν να προβούν σε γενετική τροποποίηση του καπνού ώστε να εξασφαλίσουν την παραγωγή τους. Φαίνεται λοιπόν ότι είναι ζήτημα χρόνου να πάρουμε φάρμακα από τα τριχώματα-μίνι εργοστάσια παραγωγής φαρμακευτικών προϊόντων του καπνού.
Περισσότερες πληροφορίες στις ιστοσελίδεςhttp://www.pharm.auth.gr/kanellis/
και http://www.ests-pharm.web.auth.gr/search.php?est =0 [γενομικές βάσεις δεδομένων Cistus και Salvia fruticosa (κρητικό φασκόμηλο)]
και http://www.ests-pharm.web.auth.gr/search.php?est
=0 [γενομικές βάσεις δεδομένων Cistus και Salvia fruticosa (κρητικό φασκόμηλο)]ΤΡΙΧΩΜΑΤΑ ΜΕ ΣΗΜΑΣΙΑ
Τι προσφέρουν
* Προστατεύουν το φυτό από έντομα και άλλα παθογόνα.
* Ελαχιστοποιούν την απώλεια νερού.
* Μειώνουν τις μηχανικές πιέσεις.
* Συμβάλλουν στη ρύθμιση της θερμοκρασίας.
* Βοηθούν στη συλλογή αλλά και στη διάδοση της γύρης.
Προϊόντα με εμπορική αξία
* Οι ίνες του βαμβακιού παράγονται από μονοκυτταρικές τρίχες στην επιφάνεια των σπόρων. Η παραγωγή των ινών αρχίζει αμέσως μετά τη γονιμοποίηση του φυτού και σκοπός τους είναι η μεταφορά των σπόρων.
* Φαρμακευτικές ουσίες, όπως παραδείγματος χάριν η αρτεμισίνη που χορηγείται για την αντιμετώπιση της ελονοσίας ή η αντι-ιική υπερικίνη.
* Πρώτες ύλες για καλλυντικά,όπως η σκλαρεόλη,η οποία παράγεται από τις τρίχες ενός είδους φασκόμηλου και χρησιμοποιείται στην παραγωγή αρωμάτων.
* Αρωματικές ύλες των βοτάνων.ΙΩΑΝΝΑ Α. ΣΟΥΦΛΕΡΗ
Το είδα: users.sch.gr
.jpg)
