Vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN Univerzity Palackého ve spolupráci se soukromou firmou otestovali ve třech po sobě jdoucích sezonách v polních podmínkách technologii pro produkci antimikrobiálního peptidu katelicidinu v obilce geneticky modifikovaného ječmene. Prokázali dlouhodobou stabilitu exprese a dědičnosti transgenů, což je významný předpoklad pro komercionalizaci metody. Oproti prvotním experimentům navíc výrazně zvýšili výtěžek izolace tohoto antimikrobiálního peptidu.
„Antimikrobiální peptidy hrají důležitou roli v imunitním systému mnoha organismů a LL-37, jako jediný známý člen lidské rodiny katelicidinů, se podílí na antibakteriální aktivitě a také na různých fyziologických reakcích. Naše skupina nedávno vyvinula postup vedoucí k produkci rekombinantního lidského LL-37 v zrnech ječmene. Protože pro úspěšnou komercializaci rekombinantních proteinů je nezbytná dlouhodobá stabilita exprese a dědičnosti vloženého genu, museli jsme ji prokázat. V současném projektu jsme zaznamenali stabilní dědičnost a expresi genu LL-37 v ječmeni po šest generací,“ uvedla první autorka práce, kterou otiskl časopis Antibiotics, Malihe Mirzaee.
Vědci navíc metodu produkce katelicidinu, který působí jako přírodní antibiotikum, optimalizovali. Díky tomu dosáhli výrazně vyššího výtěžku. „Pokročilé generace transgenního ječmene také vykazovaly normální růst a produkovaný LL-37 si zachoval vysokou antibakteriální aktivitu,“ doplnil další z autorů a vedoucí výzkumné skupiny Ivo Frébort.
Ječmen (Hordeum vulgare L.) je jednou z celosvětově nejdůležitějších obilovin, kterou lze pěstovat v širší škále klimatických podmínek než jiné obiloviny. Využití zrn ječmene jako „bioreaktoru“ pro výrobu humánního léčiva, se ukazuje jako velmi výhodné. „Zrna ječmene poskytují prostředí bez endotoxinů s relativně nízkým obsahem sekundárních metabolitů. Výhodou je rovněž to, že pěstovaný ječmen je samosprašný, což snižuje možnost nežádoucího přenosu genů na jinou odrůdu,“ doplnila Mirzaee.
Výzkumníci v bádání dále pokračují. V současné době se zaměřují na proces purifikace, jenž by přispěl k jednoduché a ekonomicky výhodné produkci antimikrobiálních peptidů v ječmeni. Katelicidin je jeden z nejznámějších antimikrobiálních peptidů lidské kůže, je součástí její obranné funkce před infekčními mikroorganismy. Dokáže narušit buněčnou membránu bakterií, a tak bránit jejich množení. V lékařství a kosmetice ho lze využít například při léčení a na podporu hojení chronických ran a kožních onemocnění.