Taxol bouwen.

In de VS zijn de eerste stappen gezet naar bacteriële massaproductie van het kankermedicijn Taxol. Een gemodificeerde E.coli-stam produceert 1.000 keer meer dan ooit van het intermediair taxadieen. Ook de volgende stap naar taxadien-5-alpha-ol beheersen de bacteriën al, zo wordt gemeld in het jongste nummer van Science.

Om taxadien-5-alpha-ol om te zetten in Taxol zijn nog minstens 15 extra stappen nodig, en welke dat precies zijn is nog niet eens helemaal duidelijk. Maar het begin is er.

Tot nu toe wordt Taxol (paclitaxel) gewonnen uit schors en naalden van Taxus brevifolia, een naaldboom die groeit langs de Amerikaanse westkust. Probleem is dat je per behandeling 2 tot 4 bomen nodig hebt, wat het product nogal duur maakt. Er bestaan wel alternatieve biochemische productieprocessen maar die zijn niet erg efficiënt. En via klassieke organische synthese is het wel gelukt om paclitaxel te maken, maar de procedure omvat 35 tot 50 stappen en is dusdanig ingewikkeld dat aan commercialisering niet te denken valt.

E.coli produceert van nature geen paclitaxel. Ze komt niet verder dan IPP, een verbinding die twee stappen vóór taxadieen zit in de syntheseroute.

Met hulp van collega’s van Tufts University hebben MIT-onderzoekers Ajikumar Parayil en Gregory Stephanopolos nu om te beginnen de IPP-productie fors opgevoerd. Daar zijn 8 verschillende enzymen bij betrokken, en van 4 daarvan bleek te weinig te worden aangemaakt. Parayil verhielp dat door extra kopieën van de bijbehorende genen tot expressie te brengen.

Vervolgens werden 2 aangepaste plantengenen ingebracht die zorgen voor de omzetting naar taxadieen. Ook hierbij werd gespeeld met het aantal kopieën om de productiesnelhed te optimaliseren. Uiteindelijk lag die snelheid 1.000 keer hoger dan wat concurrerende onderzoeksgroepen ooit voor elkaar hebben gekregen.

Tot slot werd een extra gen gemonteerd dat zorgt voor de volgende stap naar taxadien-5-alpha-ol. Dat dát lukt, is nog niet eerder vertoond (of geprobeerd).

Zoals gezegd is naar paclitaxel nog een lange weg te gaan. De onderzoekers hopen via genetische modificatie uit te komen bij een andere precursor, baccatine III. Waarschijnlijk zijn daar nog 6 stappen voor nodig.

De omzetting van baccatine III naar Taxol zou wél via organische synthese te doen moeten zijn.

bron: MIT, Tufts

Onderwerpen