Дигестивен протеин за варење за пациенти со фенилкетонурија
Истражувачки тим сака да ги подобри нутритивните опции на пациентите со фенилкетонурија со биотехнолошки произведен протеин ослободен од одредена аминокиселина.
Германски истражувачки проект за пациенти со фенилкетонурија (PKU) не ветува лек, туку подобар квалитет на живот. Околу секои десет илјадити деца ширум светот се раѓаат со оваа наследна метаболна болест. Ако не се лекува, тоа доведува до сериозни нарушувања во менталниот развој. Причината за ова е вишок на аминокиселина фенилаланин, што се јавува затоа што телото на засегнатото лице не може да го разгради градежниот блок содржан во многу молекули на протеини. На крајот, вишокот фенилаланин ја преминува крвно-мозочната бариера во мозокот и предизвикува штета таму.
Само овошје, зеленчук и мешавини на аминокиселини
Досега имало терапија што е едноставна и непријатна: доживотни ограничувања на диетата. Засегнатите мора да избегнуваат внесување на фенилаланин, т.е. во голема мера или во одделни случаи дури и целосно да ги избегнуваат сите видови природни протеини и во суштина да јадат овошје и зеленчук. Протеините што недостасуваат за здрава исхрана се надополнуваат во форма на мешавини на аминокиселини без фенилаланин. Истражувачкиот проект „Phe-frei3“, кој е финансиран од Сојузното Министерство за истражување во програмата „KMU-Innovativ: Biotechnologie-BioChance“ од март 2019 до февруари 2022 година со околу 915.000 евра, сака да развие подобар начин. Phe-frei3 се залага за „биотехнолошко производство на протеин без фенилаланин GSP105 за подобрување на управувањето со исхраната кај фенилкетонурија“.
Институтот за диететика metaX GmbH и тим од Институтот за молекуларна биологија и применета екологија Фраунхофер (ИМЕ) ги здружија силите за овој проект. Вашата цел е да направите протеин кој не содржи фенилаланин, но ги содржи сите други важни аминокиселини. „Добро дегустирање храна за пациенти со ПКУ“ го опишува визијата на управниот директор на метаX Бернхард Хофман и ги споменува тестенините и зеленчуковите плескавици како примери. „Мешавините на аминокиселини и особено есенцијалните аминокиселини се многу горчливи“, објаснува Ивон Муке, кој го координира истражувањето во проектот на метаX. Покрај тоа, мешавините на аминокиселини не можат силно да се загреваат или на друг начин да се обработуваат во храната, како што е можно со протеините. Досега имаше само таблети, прав, пијалоци и барем решетки со мешавини на аминокиселини. Нивниот вкус сепак остава нешто да се посака и покрај подобрените рецепти.
Побарајте протеини без фенилаланин
Затоа, партнерите во истражувањето пребаруваа во базите на податоци за протеин кој природно содржи само мала количина на фенилаланин. Користејќи методи на генетски инженеринг, тие тогаш сакале да ги разменат овие остатоци од фенилаланин за други неопходни аминокиселини. „Сепак, ние брзо забележавме дека протеинот повеќе нема да се преклопува правилно ако замениме повеќе од две или три аминокиселини“, се сеќава истражувачот на ИМЕ, Стефан Раше. Така, тимот дополнително ги заостри критериумите за пребарување. Дозволено е присуство на максимум еден фенилаланин, а нутриционистичките параметри и големината мораа да бидат точни - и секако целниот протеин не може да биде токсичен за луѓето. „Скриниравме 831 000 секвенци и примивме само 15 хитови“, пренесува Раше. Само еден од овие кандидати беше целосно ослободен од фенилаланин.
Сепак, одлуката беше донесена за протеин кој во целина изгледаше попривлечен - а замената на една аминокиселина се покажа како без проблеми. Како што се надевавме, новиот протеин е без вкус, лесно растворлив, хемиски стабилен и исто така толерантен на покачени температури - идеален за понатамошна обработка. Покрај тоа, протеинот е подложен на ензими од групата протеази, што зборува за добра сварливост. Во исто време, сепак, ова исто така значи дека единствените можни организми за производство се оние кои имаат мала активност на протеаза, така што протеинот не се уништува повторно за време на производството. „Ние го изразивме протеинот во разни микроорганизми и исто така во вид со високи перформанси“, известува Рашче за успешното пребарување.