A malária elleni küzdelem egyik legfontosabb eszköze az artemizinin nevű hatóanyag, amely természetes körülmények között az egynyári üröm leveleiben található meg. A növényt évezredek óta alkalmazzák a kínai orvoslásban többek közt a malária kezelésére is, a hatóanyag azonosítása azonban Tu Juju nevéhez fűződik, aki 2015-ben Nobel-díjat is kapott felfedezéséért.

Az artemizinin jól bevált gyógyszer ugyan, de mesterségesen nagyon nehéz szintetizálni, így az orvosi gyakorlatban használt hatóanyagmennyiség javát még ma is az üröm leveleiből vonják ki. Amivel az a fő probléma, hogy egy-egy palánta 190–240 nap alatt nő meg akkorára, hogy használható legyen erre a célra, ráadásul növényenként csak nagyon kis mennyiséget lehet kinyerni az anyagból.

A genetikusok ezért évek óta próbálkoznak azzal, hogy olyan élőlényeket vegyenek rá a hatóanyag termelésére, amelyek gyorsabban és nagyobb mennyiségben állítják elő a szert. Az egyik lehetséges megoldást az élesztőgombák jelentik, amelyek azonban nem artemizinint, hanem csak annak előanyagát, artemizininsavat tudnak gyártani. Ezt aztán további kémiai reakciók révén lehet átalakítani a hatóanyaggá, ami versenyképtelenné teszi a módszert a növényekből való kivonással szemben.

Shashi Kumar, az indiai Nemzetközi Génmérnöki és Biotechnológiai Központ kutatója egy másik opcióval próbálkozik. Legfrissebb tanulmányában arról számol be, hogy kollégáival létrehoztak egy dohányfajtát, amely gyorsabban és nagyobb mennyiségben termel artemizinint, mint az egynyári üröm.

A dohány az egyik legalaposabban tanulmányozott növény, így gyakran használják genetikai kísérletekre. Kumar már korábban is próbálkozott artemizinint termelő fajták előállításával, 12 gént ültetve be a dohány kloroplasztiszába. Azért kísérelte meg ezt, mert a fotoszintézist végző sejtszervecske önálló genommal rendelkezik, és benne az artemizinin számos előanyaga is bőségesen megtalálható. A 2014-es kísérlet még nem járt sikerrel: a génmódosított dohány ugyan elkezdett artemizinint termelni, de jóval kisebb mennyiségben, mint az üröm teszi.

Kumar úgy sejtette, hogy az lehet a probléma, hogy kollégáival túl nagy változásokat eszközölt a kloroplasztisz működésében. Az új gének a sejtszervecske nyersanyagait olyan nagy mennyiségben irányították át az artemizinin létrehozására, hogy az akadályozta a levelek normál működését. A következő körben tehát inkább a sejtmagi genomba ültette be a géneket, és ezek közül sem mindet, csak hat darabot. A módszer bevált: az új dohányváltozat egészségesen növekedett, és levelei 60 nap fejlődés elteltével grammonként 0,8 milligramm artemizinint tartalmaztak. A 3–4-szer ennyi idős egynyári ürüm leveleiben grammonként 0,5 milligramm van a hatóanyagból.

Kumar azt is felveti új tanulmányában, hogy érdemes-e egyáltalán az artemizinin kinyerésével vesződni. Korábbi kutatásai ugyanis azt sugallják, hogy a dohány levele olyan összetevőket is tartalmaz, amelyek bizonyos fokig megvédik annak érzékeny tartalmát az emésztőenzimektől, így a hatóanyagok nagyobb mennyiségben szívódhatnak fel, mint hogyha tiszta kivonatként kapná azokat a beteg. Ennek megerősítésére egereket fertőzött meg maláriával, majd azok egy részét ürömből kivont artemizininnel, a többit pedig azonos mennyiségű hatóanyagot tartalmazó, génmódosított dohánylevelekkel kezelte. 15 nap elteltével a levelekkel kezelt rágcsálók vérében 30 százalékkal alacsonyabb volt a kórokozók szintje, mint a tiszta artemizinint kapott állatokban.

A következő lépés a módszer emberi tesztelése lenne, ehhez azonban további módosításokra lesz szükség. Mivel mind a dohánylevél, mind az ürömlevél toxikus összetevőket is tartalmaz, Kumar azt tervezi, hogy egy ártalmatlan, de a dohányhoz hasonló szaporaságú növényt, a kerti salátát módosítja a cél érdekében. A szakértő azzal is tisztában van, hogy az orvosok többsége bizalmatlan a teljes növényi részeket tartalmazó orvosságokkal szemben, mivel ezek esetében – még génmódosított fajtáknál is – sokkal nehezebb szabályozni a hatóanyagtartalmat és annak minőségét, mint a szintetikus szereknél. Az eredmények azonban akkor is figyelemre méltóak, ha végül a dohánylevelek hatóanyagtartalmát is csak kivonatként használják fel a gyógyászatban.