A fotoszintézishez szükséges mechanizmusokat kivonhatók a spenótból, és átültethetők egerek szemébe, ahol a fényt energiát hordozó molekulákká alakítják át, és csökkentik a gyulladást. „Elloptuk a növényekben több milliárd év alatt kialakult technológiát, és átültettük az állati szervezetbe” – mondja David Tai Leong, a Szingapúri Nemzeti Egyetem biológusa és az új kutatás eredményeiről beszámoló tanulmány társszerzője.
A Cell folyóiratban közzétett eredmények arra utalnak, hogy a növényi és állati sejtszervecskék cseréje új biológiai ismeretekhez és terápiás alkalmazásokhoz vezethet. „Bármilyen ilyen kísérlet eleinte szükségszerűen bűvésztrükknek tűnik” – mondja Corey Allard, a Harvard sejtbiológusa. De csak a technika kipróbálásával és korlátainak feltárásával – például hogy mennyi ideig tart a hatás, és mely sejtekre lehet hatni – a kutatók feltárják a lehetséges alkalmazási lehetőségeket, teszi hozzá a szakértő.
Kuoran Xing, a Szingapúri Nemzeti Egyetem bionanotechnológusa és kollégái a tengeri csigák azon képességéből merítettek ihletet, hogy azok el tudják lopni a moszatok fotoszintézist biztosító mechanizmusait. Ezért elkezdték kutatni a különböző rendszertani országok közötti transzplantációk lehetőségeit.
Hogy kiderítse, az emlős sejtek képesek-e hasonló bravúrra, Xing először a helyi szupermarketben különböző leveles zöldségeket vásárolt. Ezeket áztatva, leszűrve és centrifugálva izolálta a levelek kloroplasztiszait, a fotoszintézis motorjait, amelyek a fényt kémiai energiává alakítják. Ezután a szervecskéket egy oldatba áztatta, hogy felszínre kerüljenek a tilakoid membránok, azok a palacsintaszerű rétegek, amelyek összegyűjtik a fényt a fotoszintézis reakciói során.
A spenót (Spinacia oleraceae) feldolgozása több fotoszintetikus gépezetet eredményezett, mint az amarant (Amaranthus tricolor), a vízi spenót (Ipomoea aquatica) vagy a kerti saláta (Lactuca sativa). A csapat a spenót membránjait aztán nanorészecskékbe csomagolta, amelyeket LEAF-nek neveztek el.
A Petri-csészében az emlős sejtek gyorsan felvették a LEAF-részecskéket. A sejtekbe jutva a LEAF-ek aztán több órán át képesek voltak a fényt kémiai energiává alakítani, energiát hordozó ATP és NADPH molekulákat gyártva. A növényekben a fotoszintézis második fázisában ezek a molekulák szénhidrátokká alakítódnak át – ez a lépés azonban a LEAF-eknél (még) nem zajlik le. A LEAF-ek által lehetővé tett reakciók sorozata tehát a fotoszintézis korlátozott formája, mondja Leong, de kétségkívül fotoszintézis.
Annak vizsgálatára, hogy ezek a LEAF-ek nyújthatnak-e gyakorlati előnyöket, a csapat a NADPH azon képességére összpontosított, hogy képes semlegesíteni a gyulladást kiváltó, úgynevezett reaktív oxigéngyököket. A szakértők egy LEAF-eket tartalmazó szemcsepp révén sikerrel enyhítették a gyulladást szemszárazságban szenvedő egereknél, amely betegségnél a reaktív oxigéngyökök felhalmozódása jellemző a szem felszínén.
„Nem kellett az állatokat semmi extra fénynek kitenni. Csak hagytuk, hogy éljék az életüket” – teszi hozzá Leong. A LEAF-részecskék a szaruhártya sejtjein belül, és azok körül is semlegesítették a káros molekulákat. A csapat előzőleg azon tűnődött, hogy vajon a halványzöld árnyalatú LEAF-ek vajon zöldre festik-e majd az egerek szemét. De ezek a molekuláris gépezetek olyan hatékonyan termelnek NADPH-t, hogy a spenótkivonat apró adagjai – amelyek nem is láthatók – is képesek voltak hatást kiváltani.
Xing és kollégái jelenleg azon dolgoznak, hogy a LEAF-eket a szemszárazság hasonló formáiban szenvedő embereken is teszteljék klinikai vizsgálatok keretében. Xing számításai szerint egy marék spenótból elegendő LEAF készülhet ahhoz, hogy egy hónapig több mint 50 embert kezeljenek naponta kétszer. A csapat azt is vizsgálja, hogy a növényi eredetű sejtszervecskéket a szaruhártyán kívüli más szövetekbe is be lehet-e ültetni. „Ez valóban tágítja az orvostudomány határait. Rendkívül izgalmas, még ha jelenleg egy kicsit őrültségnek is tűnik” – mondja Leong.
