Projekt „Opracowanie technologii pozyskiwania kannabinoidów z konopi o niskiej zawartości THC jako środków wspomagających leczenie pacjentów onkologicznych”, o akronimie ONKOKAN, realizowany jest w Katedrze Biochemii i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu i ma na celu wykorzystanie kannabidiolu zawartego w konopiach włóknistych, a zatem w odmianach, które nie zawierają substancji narkotycznych. Wykorzystanie odmian nieobciążonych wysoką zawartością THC, a przy tym posiadających podobny komplet substancji czynnych, doprowadził do rewolucyjnych odkryć. Głównym założeniem projektu było przygotowanie tabletki przeciwbólowej, dedykowanej osobom dotkniętym chorobami nowotworowymi, o nowoczesnej formie podania mukoadhezyjnego, a zatem w postaci, której nie trzeba połykać, lecz wystarczy umieścić w jamie ustnej, by stopniowo uwalniała odpowiednią ilość substancji czynnej. W realizacji projektu biorą udział Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Instytut Genetyki Człowieka PAN, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu oraz firmy PozLab i Laboratorium Genetyki Molekularnej.
– Podczas przeprowadzania szczegółowych badań dodatkowych komórki nowotworowe, które utrzymujemy w hodowlach w obecności naszych ekstraktów przestały się rozwijać i rosnąć, a zatem prawdopodobnie substancja czynna oprócz działania przeciwbólowego, ma także działanie przeciwnowotworowe – akcentuje prof. Ryszard Słomski, kierownik Katedry Biochemii i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
Naukowcy skupieni wokół prof. Słomskiego obserwują silny efekt działania kannabidiolu na komórki nowotworowe. Obserwacji są oczywiście poddane zarówno komórki nowotworowe, jak i nienowotworowe. Przy pięciu podstawowych, badanych stężeniach ekstraktu z konopi zaobserwowano spadek żywotności komórek nowotworowych (prostaty i piersi). W tej chwili, naukowcy są na etapie dokumentowania aktywności wyciągu z konopi. Ostatnim etapem badań będzie określenie poziomu wzmacniania, bądź wyciszania genów odpowiedzialnych za apoptozę.
– Póki co widać, że te procesy zachodzą, ale chcemy także sprawdzić jakie jest ich podłoże i czy wywołują one apoptozę. W tej chwili jesteśmy na etapie analiz, a pełnej dokumentacji i ostatecznych wyników spodziewamy się dopiero w przyszłym roku – wyjaśnia prof. Słomski.
Transplantologia nowej ery
Wśród różnych sposobów walki z niedoborem narządów wymienia się przede wszystkim komórki macierzyste oraz sztuczne narządy. Istnieje jednak alternatywa, którą można uzyskać znacznie szybciej i sprawniej – mowa o narządach pochodzące od zwierząt. W Katedrze Biochemii i Biotechnologii we współpracy z Instytutem Zootechniki PIB w Balicach udało się zmodyfikować materiał genetyczny świń w taki sposób, że pobrane od nich próbki skóry, czy naczyń są akceptowane przez układ odpornościowy człowieka, a zatem można je wykorzystać w transplantologii bez ryzyka odrzucenia przeszczepu. Warto zaznaczyć, że modyfikacja nie zmienia fizjologii zwierzęcia i nie obciąża go żadnymi zmianami patologicznymi – zmienia się jedynie na poziomie genetycznym określone antygeny/białka. Zmodyfikowana w ten sposób świnia żyje w taki sam sposób jak każdy inny osobnik.
– Jeszcze do niedawna tego typu modyfikacje były w nauce przeprowadzane w sposób losowy, w tej chwili jesteśmy w stanie przeprowadzić je w sposób celowy, a zatem zastąpić konkretny gen lub dokonać w nim pożądanej zmiany. O prawidłowości naszych działań świadczy ogromny postęp w ksenotransplantacji, czyli wykorzystania tkanek obcych w transplantologii człowieka, jaki dokonał się w ostatnich latach chociażby na terenie Stanów Zjednoczonych – podkreśla prof. Słomski.
Realizacja projektu „Opracowania innowacyjnej technologii wykorzystania tkanek transgenicznych świń do celów biomedycznych” doprowadziła do nawiązania współpracy z Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich, gdzie preparaty skóry świńskiej, mają zastosowanie jako opatrunki biologiczne i były już wielokrotnie wykorzystywane do leczenia ran.
Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii bada zastawki serca i dzięki temu, że proces rozwoju samego zwierzęcia nie jest w żaden sposób zaburzony, można pozyskiwać zastawki różnej wielkości, w zależności od tego na jakim etapie rozwojowym znajduje się zwierzę.
Wielką nowością są próby pobierania naczyń świń do wykorzystania w leczeniu chorób naczyniowych. Partnerem Katedry Biochemii i Biotechnologii w tej dziedzinie jest Uniwersytet Medyczny w Poznaniu, ale prof. Ryszard Słomski podkreśla, że naukowcy już myślą o dalszych etapach zastosowania tkanek świń, jako najbliższy horyzont badawczy wymieniając próby przeszczepiania komórek trzustki w przypadkach chorób cukrzycy. W realizacji projektu uczestniczą również Instytut Genetyki Człowieka PAN oraz Laboratorium Genetyki Molekularnej.
Nie tylko biomedycyna
Oprócz projektów biomedycznych Katedra Biochemii i Biotechnologii realizuje także wiele projektów biochemicznych. Jednym z najistotniejszych jest „Poszukiwanie źródeł odporności pszenicy na porażenie przez Puccinia striiformis (rdza żółta) jako element integralnej ochrony roślin”. Szczegółowym badaniom poddano populację pszenicy ze względu na odporność na rdzę żółtą. Naukowcy odnaleźli markery związane z odpornością oraz scharakteryzowali samą populację grzyba i określili elementy związane z jego rozwojem. Wyniki badań będą miały wpływ na dalszy rozwój gospodarki żywnościowej w Polsce.
Innym ważnym przedsięwzięciem jest projekt o nazwie „Biotechnologiczna konwersja glicerolu do polioli i kwasów dikarboksylowych”. Jego celem jest modyfikacja bakterii niechorobotwórczych w taki sposób, by można uzyskać poliole, mające zastosowanie w tworzeniu włókien sztucznych o szerokim zastosowaniu przemysłowym. Niezwykle istotne jest wykorzystanie samego glicerolu, który do tej pory był w większości traktowany jako surowiec odpadowy, badacze natomiast zmodyfikowali bakterie w taki sposób, by mogły go wykorzystywać w konkretnych reakcjach. Efektem badań jest uzyskanie niechorobotwórczego szczepu bakterii E. coli, które potrafią przetwarzać glicerol na 1,3-propanodiol, mający szerokie zastosowanie w przemyśle.
Katedra Biochemii i Biotechnologii prowadzi także hodowlę roślin energetycznych, które mogą być wykorzystywane do produkcji bioetanolu II generacji. Badania prowadzone w ramach projektu „Opracowania innowacyjnej technologii produkcji bioetanolu II generacji z biomasy sorgo (Sorghum sp.) i miskanta (Miscanthus sp.)” we współpracy z Instytutem Genetyki Roślin PAN, Instytutem Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich oraz Instytutem Chemii Bioorganicznej PAN wykazały wysoką zawartość biomasy, z której można pozyskiwać surowiec prowadzący w procesie fermentacji do powstania bioetanolu, a zatem składnika paliw.
