Strona używa plików cookies więcej

Biotechnolodzy z Uniwersytetu Wrocławskiego już kilka lat temu stworzyli len modyfikowany genetycznie, z którego powstały opatrunki, leczące trudno gojące się rany. Niestety restrykcyjne przepisy Unii Europejskiej uniemożliwiły wprowadzenie opatrunków do masowej produkcji. Naukowcy nie dali za wygraną. Z pomocą przyszła im epigenetyka.

O badaniach epigenetycznych lnu rozmawiamy z dr Wioletą Wojtasik z Wydziału Biotechnologii.

_p7a6322

Na czym polega fenomen lnu? To raczej zapomniana roślina, nie widać jej na polach.

Wioleta Wojtasik: – Rzeczywiście niewiele jest takich upraw, a szkoda, bo len jest rośliną, w której obecność najważniejszych szlaków metabolizmu stwarza rzadko spotykaną możliwość przystosowania surowców z niego pochodzących do wielu produktów, takich jak tekstylia o konkurencyjnej jakości, materiały opatrunkowe, włókna kompozytowe i kompozyty włókien z polimerową matrycą. Len to taka „inteligentna roślina” o szerokim zastosowaniu, jednak podatna na choroby. Żeby zwiększyć odporność tej rośliny wykorzystaliśmy metody inżynierii genetycznej. W naszym laboratorium powstały rośliny transgeniczne, odporne na infekcje oraz o zwiększonej zawartości związków o właściwościach antyoksydacyjnych. Dzięki tym modyfikacjom otrzymywaliśmy len, którego parametry pozwoliły nam na stworzenie opatrunków leczących owrzodzenia, zespół stopy cukrzycowej, ropne zgorzelinowe zapalenia skóry i odleżyny.

Wkrótce okazało się, że restrykcyjne przepisy i rozporządzenia Unii Europejskiej uniemożliwiły wykorzystanie surowców lnianych, pozyskanych z roślin modyfikowanych genetycznie w przemyśle.

– Faktycznie, takie przepisy wprowadzono na terenie całej Unii Europejskiej. Modyfikacja genetyczna polega na wprowadzeniu do organizmu genu pochodzącego z innego organizmu. Ludziom trudno sobie wyobrazić, że można na przykład gen pochodzący ze szczura wprowadzić do ziemniaka, a m.in. takie eksperymenty prowadzimy. Tylko, że to nie jest szczur, a jedynie fragment jego sekwencji genetycznej, a celem takich badań jest wyłącznie poznanie funkcji danego białka w roślinie. Obecnie jest możliwość tworzenia organizmów modyfikowanych i ich badania, jednak wyłącznie po to, by poznać strukturę i funkcje danego białka, ale nie można takich organizmów wykorzystać jako źródła surowcowe.

Boimy się tzw. roślin GMO?

– Tak, i ja nawet rozumiem ten strach. Również miałabym opory, gdyby ktoś mi powiedział, że jakaś roślina jest modyfikowana genetycznie i to wszystko. Żadnych innych informacji. Jeśli jednak wiem, że roślina taka została zbadana i oprócz zmienionych cech, pozostałe są w normie, to jesteśmy w stanie powiedzieć, że jest ona bezpieczna. Wielu ludzi protestuje przeciwko produkowaniu żywności z roślin modyfikowanych nie wiedząc, że już od lat z niej korzysta. Przecież obecnie uprawiana soja i kukurydza są modyfikowane. Nawet rolnicy nie mają takiej świadomości. Kupują materiał siewny i nie zastanawiają się nad tym. Obawy jednak pozostają.

Wam jednak udało się wygrać zarówno z przepisami, jak i z ludzkim strachem.

– Nie musieliśmy uciekać się do jakiś szczególnych forteli czy malwersacji. Postawiliśmy na epigenetykę.

Czym różni się epigenetyka od modyfikacji genetycznej?

– Modyfikacja genetyczna to wprowadzenie fragmentu DNA, sekwencji genetycznej z jednego organizmu do drugiego. Te organizmy nie muszą być spokrewnione. Epigenetyka natomiast to wprowadzenie co najwyżej sekwencji tej samej rośliny, więc nie ma transportu obcych genów. Epigenetyka opiera się na zmianach w ekspresji genów, które są dziedziczone.Genom roślin modulowanych epigenetycznie nie ulega zmianie. Żeby lepiej wyjaśnić fenomen epigenetyki, przedstawię go na przykładzie układu odpornościowego: jeżeli roślina zostanie poddana jakimś niekorzystnym warunkom w środowisku, to pula białek odpowiedzialnych za wzrost odporności zostanie zwiększona. Wtedy taka roślina może w kolejnych pokoleniach przekazać tę cechę. Ten proces jest niekontrolowany, tak działa natura. My zaś wprowadzamy geny tej samej rośliny lub wywołujemy konkretną zmianę w sposób celowy. W ten sposób dokonujemy modulacji genomu tego organizmu.

Z lnem się to udało?

– Tak. Mieliśmy roślinę modelową, która była modyfikowana genetycznie. Bazowaliśmy na niej, żeby stworzyć roślinę zbliżoną cechami do modelowej, ale bez ingerencji z użyciem obcego materiału genetycznego. Udało się. Nowy len EMO-betaGlu jest wytworzony za pomocą epigenetycznej modulacji genomu, indukowanej fragmentami wybranego genu, pochodzącego z tych roślin. Sposób wprowadzania do rośliny sekwencji nukleotydowych odbywa się przez system wiązek przewodzących, więc można go uznać za naturalny, niemający znamion genetycznej modyfikacji. Nasz len ma podwyższoną odporność na infekcje patogenne. Jest źródłem włókna wzbogaconego w związki o właściwościach przeciwbakteryjnych, przeciwzapalnych i przyspieszających odradzanie się ludzkich komórek skóry.

_p7a6338

Zatem nic nie stoi na przeszkodzie, żeby z surowca pozbawionego znamion modyfikacji genetycznej zacząć tworzyć idealne opatrunki.

– Nie tak szybko. To będzie proces długotrwały. W grę wchodzą miesiące, a nawet lata. Najpierw musimy wyprodukować odpowiednią liczbę nasion, obsiać pola, zebrać plony, wyprodukować włókna, a z nich utkać opatrunki. Do tego potrzebny jest inwestor, który uruchomi całą linię produkcyjną, dostosowaną do naszych opatrunków.

Prowadzicie rozmowy z firmami?

– Tak, jesteśmy w kontakcie z producentami. Nowych opatrunków nie ma jeszcze fizycznie, ale z dotychczasowych badań wynika, że nasz produkt będzie miał rzeczywiście cechy opatrunku idealnego. Mimo, że nie zostanie stworzony z lnu modyfikowanego genetycznie, będzie miał takie same właściwości lecznicze. Opatrunek zapewni fizyczną ciągłość rany, aktywnie ją oczyści, pochłonie nadmiar wysięku, utrzyma odpowiednią wilgotność rany, będzie sprzyjał jej oczyszczaniu z tkanek martwiczych i wspomoże pokrywanie się rany skórą. Dodatkowo nie będzie wywoływać alergii.

Chcemy produkować len nie tylko do opatrunków. Pracujemy też nad wykorzystaniem nasion i odpadów z produkcji. Są dwa gatunki lnu – oleisty i włóknisty. Nasiona lnu oleistego wykorzystuje się głównie do produkcji oleju. Odpadem produkcyjnym są wytłoki, które posiadają cenne związki biologicznie, których nie ma w oleju. Kolejnym odpadem jest słoma, która jest dla nas cennym materiałem do produkcji różnych materiałów biomedycznych. Istnieje także len włóknisty, gdzie nasiona służą wyłącznie do zasiewu, a po wyczesaniu włókna pozostają paździerze, a one zawierają cenne związki, które można wyekstrahować i wykorzystać.

Czy opatrunki będą testowane na zwierzętach?

– Nie. My prowadzimy badania na zwierzęcych liniach komórkowych, ludzkich fibroblastach skórnych i keratynocytach. Takie są też etapy testowania – zaczyna się od badań na odpowiednich liniach komórkowych skóry, gdzie indukuje się stan zapalny, a następnie podaje się opatrunek.W kolejnym kroku sprawdzamy efekty. Badania na zwierzętach są zakazane. Chociaż uważam, że przejście z etapu testów na komórkach od razu do etapu testów na człowieku to chyba zbyt szybka droga. Po etapie badań na liniach komórkowych mogliśmy prowadzić badania kliniczne na ludziach. To już jest współpraca z lekarzami, którzy wybierają pacjentów do takich badań. W przypadku opatrunków z lnu modyfikowanego genetycznie, były prowadzone badania przedkliniczne we współpracy z Wojskowym Szpitalem Klinicznym przy ul. Weigla. Opatrunki okazały się skuteczne. Pomagały większości pacjentów na ropiejące rany. Osobiście odbierałam telefony i e-maile od osób, którym te opatrunki uratowały zdrowie. Kiedy okazało się, że te opatrunki trzeba było wycofać w związku ze zmianą przepisów i zamknąć linię produkcyjną byliśmy załamani.

Kiedy uda się to powtórzyć testy z nowymi opatrunkami?

– Musimy uzbroić się w cierpliwość. Jeżeli znajdziemy inwestora i wyprodukujemy odpowiednią ilość nasion, za kilka lat jesteśmy w stanie uruchomić linię produkcyjną. Obecnie w naszym zespole pracuje dwadzieścia osób. Jedni pracują nad podstawą, czyli samym lnem, żeby dobrze poznać nowy, epigenetycznie zmieniony organizm. Reszta zajmuje się zastosowaniem nasion bądź włókna lnianego czy produktów odpadowych. Jesteśmy przekonani, że nam się uda. Nasze opatrunki przyniosą ulgę chorym ludziom. To dla nas największa motywacja.

Rozmawiała Małgorzata Jurkiewicz

Fot. Dominika Hull

Wioleta Wojtasik – doktor nauk biologicznych w dyscyplinie biotechnologia, pracownik naukowo-techniczny Wydziału Biotechnologii UWr. W ramach aktualnego zatrudnienia wykonuje prace z zakresu modyfikacji genetycznych i epigenetycznych roślin. Prowadzi badania naukowe mające na celu wyjaśnienie mechanizmu i wdrożenie nowego sposobu modulacji genomu roślinnego za pomocą narzędzi epigenetycznych, prowadzące do wzmocnienia odporności roślin na przykładzie lnu. Jest autorem i współautorem prac publikowanych w renomowanych, anglojęzycznych wydawnictwach naukowych oraz współtwórcą zgłoszenia patentowego. Sprawuje funkcję kierownika i wykonawcy w projektach naukowych finansowanych z Narodowego Centrum Nauki i Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Była stypendystą programu Sokrates/Erasmus w Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology w Golm w Niemczech oraz programu „Przedsiębiorczy doktorant – inwestycja w innowacyjny rozwój regionu”, finansowanego przez Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego. Od 2009 roku jest wolontariuszem Funadacji Linum wykonującym pracę naukową przy opracowywaniu prozdrowotnych produktów bazujących na lnie. W latach 2012-2014 broker patentowy Wrocławskiego Centrum Badań EIT + opracowujący raporty dotyczące możliwości ochrony własności intelektualnej.