Biotehnoloģiju inovāciju sacensību (iGEM) studentu komanda no Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) un Latvijas Universitātes (LU) izvēlējās meklēt risinājumu antibakteriālās rezistences apkarošanai, un, balstoties nesenās zinātniskajās publikācijās, teju gada garumā pētnieki no augiem attīstīja rīku ciklisko peptīdu sintēzei, kas veicinātu jaunu zāļu izstrādi.
RTU Ķīmijas tehnoloģijas doktorantūras studente Laura Drunka skaidro, ka tradicionālās medicīnas augos aktīvo vielu klāsts ir nepietiekami izpētīts un viena no šo aktīvo vielu klasēm ir cikliskie peptīdi, kuru ķīmiskās struktūras ir sarežģītas, bet zināms, ka tiem piemīt arī antibakteriālās īpašības.
Drunka sacīja: "Un laboratorijā ciklisku peptīdu uzsintezēt kā ķīmiķim, – tas būtu ārkārtīgi sarežģīts un laikietilpīgs process. Savukārt augos ir enzīmi, šīs te molekulārās mašīnas, kas spēj šo reakciju paveikt. Ja mēs spētu šos enzīmus paņemt no augiem un ar citu organismu palīdzību pavairot laboratorijā, tā teikt, pielāgot cilvēku vajadzībām, lai šis enzīms veic šo reakciju vienkārši kolbā, tad mēs noteikti būtu atvieglojuši darbu daudziem ķīmiķiem, un šīs aktīvās vielas varētu uzsintezēt dabai draudzīgā procesā, kas neietver dažādus kaitīgus šķīdinātājus un reaģentus, bet vienkārši enzīmu, kas paņemts no dabas, un tas šo reakciju paveiks mūsu vietā."
Cikliskie peptīdi dabiski sastopami dažādās augu sugās. Pētnieki šajā projektā izmantoja gēnus no trīs dažādiem augiem – zemesrieksta, Kanādas jūdas koka un selaginella ģints auga.
"Šo augu ģenētiskā informācija ir pieejama visādās datu bāzēs. Mums atliek tikai sameklēt vajadzīgo DNS. Daudzas firmas pasaulē nodrošina šo gēnu sintēzi kā pakalpojumu, un šī konkursa ietvaros mums tas tika nodrošināts bez maksas. Visus šos gēnus mēs varējām iegūt, un tad mēs šos gēnus ievietojām baktērijās un tās pavairojām laboratorijā. Pēc tam jau gatavo produktu – enzīmu, izdalījām no baktērijām," skaidroja Drunka.
Tāpat projekta gaitā komanda secinājusi, ka augos esošos cikliskos peptīdus var izmantot ne vien jaunu zāļu izstrādei, bet arī lauksaimniecības pesticīdu radīšanā, jo šīs vielas augos pilda aizsardzības funkciju pret dažādiem patogēniem, piemēram, kukaiņiem vai pelējuma sēnītēm.
Universitāšu apvienotās programmas Biotehnoloģijas un bioinženērijas programmas absolvente Kaiva Ruņģe norādīja: "Mums bija arī saruna ar profesoru Ugu Dumpi, kas apliecināja, ka antibiotiku rezistence tiešam ir liela problēma Latvijas slimnīcās, un tas arī iedvesmoja iet tālāk šajā virzienā. Šis ir viens no ceļiem, kur cikliskie peptīdi varētu palīdzēt, bet tas virziens, kur mēs izstrādājām savu projektu šajā konkursā, ir "Foundational Advance", tātad mēs fundamentāli kaut ko pētām, lai uz mūsu pētījuma rezultātiem varētu attīstīt tālāk citas idejas un izstrādāt rīkus. Mēs varbūt neizstrādājām pašas antibiotikas vai pesticīdus, bet mūsu atklājums deva nozīmīgu ieguldījumu tālākam darbam šajā virzienā."
Biotehnoloģiju inovāciju sacensības norit jau 20 gadus, bet studentu komanda no Latvijas piedalās tikai otro gadu. Šoruden konkursa finālā Parīzē bija ap 400 komandas no dažādām valstīm, un Latvijas studentu komanda nokļuva to vidū, kas ieguva zelta pakāpi.
Ruņģe par sajūtām, iegūstot šo pakāpi, pauda: "Mēs esam tajā lielajā expo zālē un uz ekrāna rādās komandas, kuras ir nominētas dažādām kategorijām, un mēs skatāmies, ka bronzā mēs neesam un sudrabā mēs neesam, bet tad zeltā mēs esam. Tas tiešām bija kolosāls mirklis! Mēs lēkājām no prieka. Tas tiešām ir ļoti forši būt ar cilvēkiem, kuriem tik ļoti patīk tas, ko viņi dara, un tas tiešām arī kaut ko maina šajā pasaulē."
Savukārt Drunka norādīja: "Pērn mēs bijām bronzas kategorijā, kas Latvijas komandai pirmajam gada arī ir labi, bet tas, ka mēs uzreiz esam arī pie zelta un ar nomināciju kabatā, tas noteikti ir liela motivācija turpināt šo pētījumu."
Lai vairotu arī sabiedrības izpratni par sintētisko bioloģiju, Latvijas studentu komanda vēl izstrādā spēli "BIOTOPIA", kas nākotnē varētu kļūt par vienu no bioloģijas mācību materiāliem vidusskolēniem.
