211service.com
Bekämpa maginfluensa med tobak
Tobaksväxter har anlitats som bioreaktorer för att göra det som forskarna hoppas ska bli det första vaccinet mot noroviruset, orsaken till många matförgiftningsutbrott och den fruktade vinterkräksjukan.
Vaccinväxter: Dessa unga tobaksplantor kommer att producera hundratals gram norovirusvaccin på ett par veckor.
Forskare vid Arizona State University och bioteknikföretaget använder ett produktionssystem som kombinerar virus, bakterier och växter för att snabbt producera stora mängder vaccin. Vaxx säga att de har ett snabbt, billigt och pålitligt sätt att bekämpa snabbt föränderliga patogener som noroviruset.
Med uppskattningsvis 23 till 74 miljoner årliga fall enbart i USA, tros noroviruset vara den näst vanligaste orsaken till infektionssjukdomar efter influensan. Dessutom har den, liksom influensan, förmågan att producera nya stammar vartannat år, vilket har gjort det svårt att utveckla ett vaccin.
Att gå igenom en lång och kostsam vaccinutvecklingsprocess för ett icke-dödligt virus som snabbt förändras innebär en hög ekonomisk risk för företag, säger Charles Arntzen , en av de ledande forskarna i projektet, som presenterade arbetet vid årets höstmöte från American Chemical Society i Washington, D.C.
Med noroviruset är ett regeringsmandat att vaccinera osannolikt, eftersom det är obekvämt snarare än ett stort dödshot för människor, vilket betyder att det inte skulle finnas någon garanterad marknad, säger han.
Tekniken som används av Arntzen och hans kollegor utnyttjar det faktum att växter är billiga att odla och kräver lite reglering jämfört med djurbaserade vaccinutvecklingssystem, eftersom växtburna patogener inte är farliga för människor. Det nya tillvägagångssättet åtgärdar också ett antal brister som har hållit tillbaka växtbaserad vaccinutveckling tidigare. I synnerhet hur lång tid det tar att göra en transgen växt som uttrycker tillräckligt med vaccinproteiner och svårigheten att bearbeta växter på ett sådant sätt att ett stabilt, exakt doserat vaccin kan erhållas.
För att övervinna den första utmaningen utvecklade forskarna ett trestegssystem som möjliggör snabbare produktion av främmande proteiner i växter. Först konstrueras gener som kodar för proteinerna till en inaktiverad version av ett växtvirus, i detta fall tobaksmosaikviruset (TMV). Eftersom TMV använder RNA istället för DNA som sitt genetiska material - men genetisk manipulation i labbet görs på DNA - är det andra steget att lura bakterier som kan infektera tobak att producera en DNA-version av viruset tillsammans med vaccingenerna. I steg tre produceras RNA-kopior av de virala generna inuti de infekterade växtcellerna och kapar deras biokemiska maskineri för att göra kopior av det önskade proteinet. Inom 5 dagar [till] 2 veckor dör tobaksplantan, men när den gör det producerar den enorma mängder av vårt protein, upp till ett gram per kilo biomassa, säger Arntzen.
Mario pezotti vid Verona University i Italien säger att Arntzens arbete visar att man enkelt kan snabba upp produktionssystemen för vilket vaccin som helst och speciellt för virus som förändras snabbt.
Den andra stora utmaningen för att tillverka växtbaserade vacciner har varit att utveckla en slutprodukt som uppfyller farmaceutiska standarder, säger Carole Cramer , verkställande direktör för Arkansas Biosciences Institute vid Arkansas State University i Jonesboro. Syftet med tidigare forskning var att producera ätbara vacciner som skulle möjliggöra billig och säker leverans i utvecklingsländer där faciliteterna för förvaring av renade proteinkylningar som behöver kylas är begränsade.
Även om transgen potatis, tomater eller ris kan producera fungerande vaccinmolekyler, inklusive de som är effektiva mot noroviruset, har det varit en utmaning att inte ha helt kontrollerade doser, särskilt inom västerländsk medicin, säger Cane. Varje gångbar produkt måste vara helt renad och exakt levererad – till exempel som en nässpray, säger hon.
Tobakens höga biomassaproduktion i kombination med prisvärda extraktionsteknologier anpassade från livsmedelsindustrin gör Arntzen säker på att norovirusvaccinet kan tillverkas till mycket låga kostnader. Han räknar med att kliniska prövningar kommer att starta i början av 2010.
Den nuvarande oron för svininfluensan visar att världen behöver vacciner med hög hastighet och låga kostnader, och det är här växtbaserade produkter som detta norovirusvaccin har hög potential, säger Pezotti.
Yuri Gleba från Nomad Bioscience i München, Tyskland, som först utvecklade det trestegs växtinfektionssystem som användes för norovirusprojektet, har testat det på mer än 50 farmaceutiskt relevanta proteiner. Gleba tror att tillvägagångssättet kan bli ett effektivt verktyg var som helst där snabb-respons produktion av proteiner krävs.
När det till exempel gäller bioterrorism, kan ett sådant växtbaserat system användas för att billigt odla föreningar i väntan på ett problem, och endast [spara] de dyraste slutbearbetningsstegen för nödfall.