Informator uniwersytecki

BRYOMOLECULES: Mchy i wątrobowce – w poszukiwaniu związków o potencjale bioaktywnym…

Poszerzanie wiedzy o substancjach bioaktywnych zawartych w surowcach roślinnych, ich strukturze chemicznej oraz charakterze farmakologicznym jest głównym kierunkiem rozwoju współczesnej botaniki farmaceutycznej.

Jednym z przełomowych badań realizowanych na naszym Uniwersytecie będzie projekt pn. „Bioprospecting and production of bioactive molecules from European bryophytes”, pod kierownictwem dr hab. n. farm. Agnieszki Ludwiczuk, kierowniczki Katedry Farmakognozji i Botaniki Farmaceutycznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, który otrzymał niemal 330 tys. euro w ramach programu Horyzont Europa.

Mszaki, a wśród nich głównie wątrobowce są uznawane za bogate, a jednocześnie wciąż niedostatecznie wykorzystywane źródło szerokiej gamy związków biologicznie aktywnych o dużym potencjale dla przemysłu kosmetycznego i farmaceutycznego. Niestety ich powolne tempo wzrostu i wynikające z tego trudności w pozyskaniu dużych ilości materiału roślinnego oraz pojedynczych związków, skutecznie utrudniają badania pełnego spektrum ich działania biologicznego. Niedawny przełom w badaniach nad identyfikacją niektórych genów zaangażowanych we wczesne etapy biosyntezy związków obecnych w wątrobowcach sugerują, że oprócz opracowania ulepszonych metod wzrostu tych roślin w sterylnych warunkach, rekonstrukcja ich szlaków metabolicznych w systemach heterologicznych jest obiecującym sposobem na praktyczne wykorzystanie różnorodności biochemicznej wątrobowców i powiększenie jej do skali przemysłowej.

Projekt umożliwi bardzo zrównoważone wykorzystanie różnorodności chemicznej dzikich gatunków europejskich mszaków bez znaczącego wpływu na ich różnorodność biologiczną. Wyniki uzyskane z badań metabolomicznych i transkryptomicznych (lub w szczególnych przypadkach genomicznych) pozwolą na wybór genów-kandydatów do biosyntezy w układach heterologicznych. Wszystko to po to, by móc wytwarzać związki w ilościach wystarczających do wykonania testów aktywności biologicznej pod kątem zastosowań kosmetycznych i farmaceutycznych, koncentrując się jednocześnie na tych związkach bioaktywnych, które cieszą się największym zainteresowaniem firm zaangażowanych w realizację projektu.

Z racji tego, że w ramach zaplanowanych prac zostanie wytypowanych więcej genów-kandydatów do biosyntezy niż podmioty wchodzące w skład konsorcjum będą w stanie przebadać, planowane jest również stworzenie i udostępnienie, zgodnie z zasadami FAIR, europejskiej bazy danych profili metabolomicznych i genowych. Baza taka umożliwi w przyszłości rozwój nowych bioproduktów opartych związkach biologicznie aktywnych pochodzących z mszaków.

– Kiedy w 2007 roku podjęłam się badań nad wątrobowcami i ich metabolitami nie spodziewałam się, że są to tak ciekawe rośliny. Związki biologicznie aktywne w nich występujące są absolutnie unikatowe, a niestety praca z tym materiałem roślinnym nie należy do łatwych, ze względu na małe rozmiary samych roślin i fakt, że trudno jest pozyskać wystarczającą ilość materiału do badań. Realizacja zadań zaplanowanych w ramach projektu przyczyni się do rozpowszechnienia wiedzy na temat tej mało znanej grupy roślin, zagwarantuje możliwość pozyskania odpowiedniej ilości materiału roślinnego, a przede wszystkim związków biologicznie czynnych, które mogą zostać wykorzystane do stworzenia produktów farmaceutycznych i kosmetycznych na ich bazie. Realizowany projekt jest bardzo innowacyjny i ma ogromny potencjał komercjalizacyjny i wdrożeniowy. Ten aspekt działalności naukowej jest niezwykle ważny dla mnie jako naukowca ale myślę, że również dla Uczelni – wyjaśnia kierownik projektu dr hab. n. farm. Agnieszka Ludwiczuk.