211service.com
Buikgriep bestrijden met tabak
Tabaksplanten zijn ingeschakeld als bioreactoren voor het maken van wat wetenschappers hopen dat het het eerste vaccin zal worden tegen het norovirus, de oorzaak van veel uitbraken van voedselvergiftiging en de gevreesde winterbraakziekte.
Vaccin planten: Deze jonge tabaksplanten zullen in een paar weken honderden grammen norovirusvaccin produceren.
Met behulp van een productiesysteem dat virussen, bacteriën en planten combineert om snel grote hoeveelheden vaccin te produceren, hebben onderzoekers van de Arizona State University en het biotechbedrijf Vaxx zeggen dat ze een snelle, goedkope en betrouwbare manier hebben om snel veranderende ziekteverwekkers zoals het norovirus te bestrijden.
Met naar schatting 23 tot 74 miljoen gevallen per jaar in de VS alleen al, wordt aangenomen dat het norovirus de op één na meest voorkomende oorzaak van infectieziekten is na de griep. Bovendien heeft het, net als de griep, het vermogen om elk jaar of twee nieuwe stammen te produceren, wat het moeilijk heeft gemaakt om een vaccin te ontwikkelen.
Het doorlopen van een langdurig en kostbaar vaccinontwikkelingsproces voor een niet-dodelijk virus dat snel verandert, vormt een hoog financieel risico voor bedrijven, zegt Charles Arntzen , een van de hoofdonderzoekers van het project, die het werk dit jaar presenteerde herfstbijeenkomst van de American Chemical Society in Washington, D.C.
Met het norovirus is een overheidsmandaat om te vaccineren onwaarschijnlijk, omdat het eerder ongemakkelijk is dan een grote doodsbedreiging voor mensen, wat betekent dat er geen gegarandeerde markt zou zijn, zegt hij.
De technologie die door Arntzen en zijn collega's wordt gebruikt, maakt gebruik van het feit dat planten goedkoop zijn om te groeien en weinig regulering ondergaan in vergelijking met op dieren gebaseerde vaccinontwikkelingssystemen, aangezien door planten overgedragen ziekteverwekkers niet gevaarlijk zijn voor de mens. De nieuwe aanpak lost ook een aantal tekortkomingen op die de ontwikkeling van op planten gebaseerde vaccins in het verleden hebben belemmerd. Met name de tijd die nodig is om een transgene plant te maken die voldoende vaccineiwitten tot expressie brengt en de moeilijkheid om planten zo te verwerken dat een stabiel, nauwkeurig gedoseerd vaccin kan worden verkregen.
Om de eerste uitdaging te overwinnen, ontwikkelden de onderzoekers een driestappensysteem dat een snellere productie van vreemde eiwitten in planten mogelijk maakt. Eerst worden genen die coderen voor de eiwitten gemanipuleerd tot een geïnactiveerde versie van een plantenvirus, in dit geval het tabaksmozaïekvirus (TMV). Aangezien TMV RNA gebruikt in plaats van DNA als genetisch materiaal, maar genetische manipulatie in het laboratorium wordt gedaan op DNA, is de tweede stap het misleiden van bacteriën die tabak kunnen infecteren om samen met de vaccingenen een DNA-versie van het virus te produceren. In stap drie worden RNA-kopieën van de virale genen geproduceerd in de geïnfecteerde plantencellen en kapen hun biochemische machinerie om kopieën van het gewenste eiwit te maken. Binnen 5 dagen [tot] 2 weken sterft de tabaksplant, maar terwijl ze dat doet, produceert ze enorme hoeveelheden van ons eiwit, tot wel één gram per kilo biomassa, zegt Arntzen.
Mario Pezotti aan de Universiteit van Verona in Italië zegt dat het werk van Arntzen aantoont dat je de productiesystemen voor elk vaccin gemakkelijk kunt versnellen en vooral voor virussen die snel veranderen.
De tweede grote uitdaging voor het maken van op planten gebaseerde vaccins was het ontwikkelen van een eindproduct dat voldoet aan de farmaceutische normen, zegt Carole Cramer , uitvoerend directeur van het Arkansas Biosciences Institute aan de Arkansas State University in Jonesboro. Het doel van eerder onderzoek was om eetbare vaccins te produceren die goedkope en veilige levering mogelijk zouden maken in ontwikkelingslanden waar de faciliteiten voor het opslaan van gezuiverde eiwitprikken die gekoeld moeten worden, beperkt zijn.
Hoewel transgene aardappelen, tomaten of rijst functionerende vaccinmoleculen kunnen produceren, inclusief die welke effectief zijn tegen het norovirus, is het niet hebben van volledig gecontroleerde doses een uitdaging, vooral in de westerse geneeskunde, zegt Cane. Elk levensvatbaar product moet volledig worden gezuiverd en precies leverbaar zijn, bijvoorbeeld als neusspray, zegt ze.
De hoge biomassaproductie van tabak in combinatie met betaalbare extractietechnologieën die zijn aangepast aan de voedingsindustrie, geeft Arntzen het vertrouwen dat het norovirusvaccin tegen zeer lage kosten kan worden geproduceerd. Hij verwacht dat de klinische proeven begin 2010 zullen starten.
De huidige bezorgdheid over de varkensgriep toont aan dat de wereld vaccins nodig heeft met hoge snelheid en lage kosten, en dit is waar plantaardige producten zoals dit norovirusvaccin een groot potentieel hebben, zegt Pezotti.
Yuri Gleba van Nomad Bioscience in München, Duitsland, die voor het eerst het driestaps-planteninfectiesysteem ontwikkelde dat voor het norovirusproject wordt gebruikt, heeft het getest op meer dan 50 farmaceutisch relevante eiwitten. Gleba gelooft dat de aanpak overal een effectief hulpmiddel kan worden waar snelle productie van eiwitten vereist is.
Als het bijvoorbeeld gaat om bioterrorisme, zou zo'n plantaardig systeem kunnen worden gebruikt om goedkoop verbindingen te kweken in afwachting van een probleem, waarbij alleen de duurste laatste verwerkingsstappen worden bespaard voor het geval van een noodgeval.