Mala priča o bakulovirusnom sustavu

Moram vam odati jednu tajnu. Ja ne znam puno. U biti znam vrlo, vrlo malo. Imam samo jedan neobični dio sebe. Nikada nisam prestao vjerovati u bajke, još uvijek vjerujem da ću vidjeti svjetlost Silmarila, dvorac ruskih snježnih carica i planinu koju je slomio Chenxiang da spasi svoju majku. U svemu tražim bajku i jedino što mogu napraviti u ovo doba minimalizma je povesti vas za ruku, ponovo, ako vam nije dosadno, da odete tamo gdje trenutno ne možete.
 
Lihua je bila mlada i, kako joj ime govori, lijepa i elegantna žena. Lihua nije bila kao druge žene kineskog gradića, njena obitelj bila je posvećena vrlo posebnom zanatu. Od djetinjstva je brala listove duda kako bi hranila maleno stado od kojeg su živjeli. To maleno stado moglo je stati u veliku prostoriju zasebne kuće sagrađene samo za njih. Aminokiselina po aminokiselina i stvorit će nit, nit po nit i nastat će najfinija tkanina kojoj su se klanjali najmoćniji. Bili su to dudovi svilci i njihov proizvod, svila, prelazila je dugi put iz Kine do europskih dvorova, pogotovo sada nakon velikog mira koji je vladao u XIII. stoljeću. Jednog dana Lihua se zabrinula. Njeno malo stado je bilo bolesno. Znala je što se zbiva, još pred 1200 godina bolest je opisana kao „žutica svilaca“. Nad njenim mrtvim stadom bdio je samo Mjesec kao u pjesmi Hijo de la Luna.
 
Trebalo je proći dugih osam stotina godina, iza najvećeg ratnog sukoba XX. stoljeća znanost je bila dovoljno snažna otkriti uzročnika „žutice“ dudovog svilca. Bio je to virus i to ne bilo koji. Bio je to bakulovirus. Virusi kao virusi su izbirljive beštije, vole samo određenu grupu domaćina ili samo jednu vrstu i bakulovirusi nisu izuzetak. Uglavnom napadaju kukce i za nas su bezopasni. Kamo sreće da su svi virusi takvi. Neki bakulovirusi su se koristili kao sredstvo napada na kukce koji napadaju biljne usjeve, no većini nas ostali bi nepoznati. Tek bi bili pojam onih nekih otkačenih biologa. Usud je htio drugačije i bakulovirusi dotaknut će medicinu snažnije no što je itko mogao sanjati.
 
Američki istraživač D.L. Clancy 1971. godine izolirao je virus iz leptira čije gusjenice napadaju biljku lucernu. Kako se taj leptir zove Autographa californica, virus je dobio ime AcMNPV. Virus je bio neobičan. Budući da kuci imaju više metamorfoza tijekom životnog ciklusa, tako se i virus morao tome prilagoditi. Postojao u više oblika. Kako ne bismo puno komplicirali, opisat ćemo samo jedan. To je oblik nazvan virus okluzijskih tjelešaca (OB, occlusion bodies). Taj poseban oblik nastaje jer virus naređuje inficiranoj stanici, kao i svaki virus, da stvara velike količine proteina koji se naziva polihedrin. Polihedrin omogućuje „slaganje“ takvog oblika virusa. U to doba znanost je već poznavala mogućnost uništavanja dijela gena. Na najveće iznenađenje, uništavanje gena za polihedrin uopće nije spriječilo umnožavanje virusa. Virus bi samo postojao živ u drugačijem obliku. Postavilo se pitanje – što ako zamijenimo gen za polihedrin nekim drugim genom? Hoće li virus narediti stanici insekata da ga stvaraju kao što bi naredili stvaranje virusnog proteina? Na odgovor nismo trebali dugo čekati.
 
1983. godine Max Summers i Gale Smith ubacili su u virusni genom gen za ljudski interferon beta 1b. Kulture stanice insekata već su dugo bile dostupne biolozima. Max i Gale zarazili su ih virusom koji je nosio gen za ljudski protein i nervozno čekali. Rezultat je bio fascinantan. Ne samo da su stanice insekata stvarale velike količine interferona beta, već je taj protein bio napravljen na način kako bi ga stvorila ljudska stanica. Naime, proteini nisu samo slijed aminokiselina. Oni moraju biti ispravno „složeni“ u prostoru te se često na njih, da bi funkcionirali, moraju „nalijepiti“ razne molekule poput šećera. Ovaj proces „obrade“ proteina nakon što nastanu nazivamo post-translacijske modifikacije. Ako proizvedemo ljudski protein u evolucijski starim mikroorganizmima poput Escherichia coli ili kvasnicama, može se desiti da oni jednostavno ne mogu napraviti tako složene modifikacije kao što to rade stanice evolucijski mlađih, kompleksnijih organizama. Stanice insekata radile su to savršeno. Bakulovirus radi još jednu podmuklu stvar. Ne samo da naređuje stanicama insekata da rade njegove virusne proteine, već aktivno koči stvaranje normalnih proteina stanica. Drugim riječima, ako bakulovirus naredi stvaranje gena kojeg ste ubacili u njega, on će narediti stanicama insekata stvaranje proteina kojeg vi želite u velikoj količini i minimalne količine svih drugih proteina.
Rođen je bakulovirusni ekspresijski sustav.
 
Tijekom godina on je usavršavan i postajao je puno jednostavniji. Gen za protein koji nas zanima ubacit ćemo u maleni plazmid, kružnu DNK molekulu koja se sama umnožava u bakteriji Escherichia coli. Taj će gen posebno „dizajnirana“ Escherichia coli ugraditi u veću DNK molekulu nazvanu bakmid. Bakmid nije ništa drugo do DNK bakulovirusa. Izolirat ćemo tu DNK i ubaciti u stanice insekata kao što su Sf stanice (stanice kukaca Spodoptera frugiperda) i nastat će u njima zreli virus koji nosi gen za protein kojeg želimo. Taj ćemo virus iskoristiti da inficiramo veliki broj stanica i na taj način možemo dobiti velike količine proteina kojeg želimo.
Zahvaljujući njemu dobili smo nepregledan broj rekombinantnih proteina. Upoznali smo kako funkcioniraju i čemu služe i pomažu otkrivanju novih lijekova. Kako je bakulovirus potpuno neopasan za čovjeka, sasvim je logično da smo posegnuli za tim sustavom i u proizvodnji cjepiva metodom rekombinantne DNK. Podsjetimo se dva cjepiva. Cervarix, cjepivo protiv HPV virusa, dobiva se ovim sustavom na Hi-5 Rix4446 stanicama izoliranim iz insekta Trichoplusia ni. Flublok Quadrivalent je rekombinantno cjepivo protiv gripe koje je dostupno u SAD-u a proizvodi se bakulovirusnim sustavom u Sf9 stanicama.
 
Bakulovirusni sustav, zbog svoje brzine i sigurnosti, koristi se trenutno i u istraživanju potencijalnog cjepiva protiv SARS-CoV-2 virusa i tko zna, možda će buduće cjepivo biti proizvedeno baš zahvaljujući tom virusu.
 
Put svile je dug put koji je povezivao Kinu s ostalim zemljama Azije i Europe. Egzotični začini i lijekovi su se jednako prenosili tim putem, ali svila, taj simbol najfinije tkanine na svijetu, dala je ime tom putu. Možda bi Lihua bila manje tužna da je znala kako će jedna nevidljiva nit, fina i čvrsta kao svila, povezivati stara znanja s novim medicinskim izazovima na način koji nitko nije sanjao. Aminokiselina po aminokiselina nit svile, virus koji je mogao ubiti svilarevo najveće blago, gusjenice dudovog svilca, vratio je čovječanstvu veliki dug. Ako ikada bude nastalo cjepivo protiv novog virusa baš u bakulovirusnom sustavu, vi ćete biti u prednosti. Odvest će vas to cjepivo putem svile vremenom i prostorom. Primite i vi druge za ruke kao i ja vas i povedite ih na to fantastično putovanje.
 

5/5
Podijelite dalje

dr.sc. Stribor Marković mag.pharm.

1992. godine upisujem studije medicinske biokemije na Farmaceutsko-biokemijskom fakultetu. Nakon završene četiri godine studija odlučujem upisati i studij farmacije. Svoj tadašnji znanstveni interes imao sam prilike razviti radeći kroz dvije godine diplomski rad kod dr. Blaženke Grahovac i cijelom tadašnjem timu Hrvatskog zavoda za transfuzijsku medicinu u čijem sam laboratoriju imao prilike napraviti svoje prve korake. Diplomirao sam na temu molekularnog određivanja vrste Borrelia burgdorferi sensu lato u kliničkim uzorcima. Zahvalan sam i drugoj mentorici, profesorici Marici Medić-Šarić na gotovo majčinskoj podršci i na prvoj znanstvenoj publikaciji. 1998. godine diplomirao sam oba studija i stekao titule magistra farmacije i diplomiranog inženjera medicinske biokemije. Vrlo kratko sam 1998. godine radio kao asistent na zavodu za organsku kemiju Farmaceutsko-biokemijskog fakulteta, a već iste godine zapošljavam se u istraživačkom institutu PLIVA d.d. čiji sam stipendist bio dvije godine. Počeo sam raditi kao istraživač u grupi koja se bavila istraživanjem novih protuupalnih lijekova kod dr. Mladena Merćepa. Njemu sam zahvalan, kao i svim kolegama, na svemu što sam naučio u znanosti, a toga je bilo puno. Biram li između istraživanja u industriji i akademskom okružju odabirem industrijsko okružje. Plod toga je nekoliko znanstvenih publikacija i više patenata. Postajem direktor istraživačkog programa u PLIVA d.d., a potom i voditelj stanične biologije u GlaxoSmithKline (GSK). Teško je nabrojati sve što sam prošao u znanstvenom iskustvu, od in vivo modela, molekularne i stanične biologije i niza tehnika. Smatram to privilegijom jer današnji koncept znanosti u industriji katkad više ograniči ljude nego im daje slobode. Više se ne smatram istraživačem i znanstvenikom, premda je, tko zna, jednom moguće da se vratim na taj posao. Ne volim ni da me tako zovu jer se ne volim krivo predstavljati. Kao prilog svoje povijesti prilažem listu radova. Ipak, ta povijest posla mi je dala puno vrijednog i zahvalan sam nekima omraženoj farmaceutskoj industriji na svemu što znam. 2005. godine postao sam doktor farmaceutskih znanosti s temom disertacije „Konjugati makrolida i glukokortikoida kao nova klasa protuupalnih lijekova.“ 2011. godine igrom neobičnog slučaja zaposlit ću se u Imunološkom zavodu d.d. najprije na Zavodu za transfuzijsku medicinu, a potom i kao direktor kvalitete. Bez obzira na težinu, to mi je bila velika privilegija i naučiti suptilnosti kontrole kvalitete cjepiva i proizvoda ljudske plazme obogati čovjeka za nivo striktnosti u kvaliteti koju druge grane industrije jedva dosežu. Bila mi je teška odluka otići i dan danas mi je žao te institucije i predivnih kolega koje sam tamo upoznao. Gdje su tu eterična ulja i biljke? Bezazleni tečaj aromamasaže u Aromari 2001. godine na kraju se pretvorio u hobi i interes. Zahvalan sam svojoj tadašnjoj tvrtki da je to bez problema ne samo tolerirala već su me i neki kolege ohrabrivali. Stekao sam samo jednu impresiju: svijet ljekovitih biljaka i eteričnih ulja je kaotični divlji Zapad u odnosu na striktnost svijeta farmaceutske industrije. U njemu ima potencijala koji treba razviti. Vremenom, to mi je postao moj glavni posao. Trebao sam položiti test i vlastite naivnosti i vremenom sam izgradio sve jasniji stav što je u tom svijetu prirodnih tvari i lijekova smisleno, a što je odnijela povijest. Svijet New Age-a ostavio je gorke uspomene na svijet „alternative“ i o tome trebam jednom napisati knjigu. Moj interes prema biljkama proširio se davno u svijet kozmetike, ali osobno ružno iskustvo dr. Stribor kozmetike udaljilo me još prije 3 godine od tog svijeta. Što sam znao, prenio sam na Plantageu kao mali hommage tom vremenu. Ako ikada nadrastem to gorko iskustvo ovaj interes, barem u smislu hobija, možda će se vratiti. Da bi se to desilo, ono staro prvo mora umrijeti, ali o tome više ne odlučujem ja. Moj današnji svijet je uvijek podređen osobnom učenju i iskustvu. Savjetujem pacijente i drago mi je što sam uopće prvi u struci razvio takav koncept koji je dio posla XXI. Stoljeća. Zahvaljujem se Atlantic Farmacia na uspješnoj suradnji kroz godine. Educiram puno druge i iz povijesti svojih prethodnih poslova pokušavam prenijeti svoja iskustva drugima i poraditi na općem znanju ne samo medicinskih djelatnika već cijelog društva. Aktivno pišem na Facebooku, izdao sam knjigu koja je plod tog pisanja, u grupi Samoniklog jestivog bilja, ali i u grupi Cijepljenje/vakcinacija – grupa za sve koji imaju pitanja i nedoumice, čime se zahvaljujem Imunološkom zavodu. Znam biti težak, premda sam uglavnom blagog karaktera. Tvrdoglav sam, ponekad prednost, katkad mana. Tko me povrijedio/la i financijski iskoristio/la, zauvijek ima zatvorena vrata. Nisam zlopamtilo osim u ekstremima kojih, srećom, nema puno. Na prste dvije ruke. Volim planinariti, to već mnogi znaju. Volim biljke ali i sve prirodne znanosti. Govorim francuski i engleski jezik. Više na: https://www.plantagea.hr/o-meni/