Potencjał endofitycznych grzybów odkrywają naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Ich celem jest opracowanie nowych antybiotyków oraz produkcja naturalnych biopigmentów.
Prace badawcze rozpoczęły się od wyizolowania wielu unikatowych grzybów endofitycznych z roślin rosnących w Lesie Mokrzańskim położonym na obrzeżach Wrocławia. Te symbiotyczne organizmy zamieszkujące tkanki roślin zostały wyizolowane, aby otrzymać z nich związki, które następnie poddano ocenie pod kątem ich właściwości biologicznych. Wyniki uzyskane we współpracy z zespołem z Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu dostarczyły kandydatów o obiecujących właściwościach antybakteryjnych, przeciwgrzybiczych, antyoksydacyjnych i antynowotworowych. Odkrycia te nie ograniczają się jedynie do sfery akademickiej, a wskazują konkretną drogę do opracowania w przyszłości nowych leków przeciwko wielu chorobom, w tym nowotworom i infekcjom bakteryjnym.
Wraz z zespołem z Uniwersytetu Łódzkiego oceniono również ekstrakty z grzybów pod kątem potencjalnych efektów terapeutycznych ich działania na wybrane enzymy, m.in. monoaminooksydazę, acetylocholinoesterazę i butylocholinesterazę, które głównie występują w mózgu.
Analizujemy potencjał hamowania działania wspomnianych enzymów, ponieważ ich niekontrolowane stężenie w ciele człowieka może być przyczyną chorób, takich jak alzheimer. Z kolei hamowanie monoaminooksydazy wykazuje działanie antydepresyjne. Naszym celem jest więc wykrycie związków chemicznych, które odpowiadają za te efekty. Osiągnięte przez nas wyniki mogą stanowić podstawę do dalszych badań klinicznych – mówi dr El Sayed Ali, kierujący zespołem BioExplor na UPWr, a na stałe związany z Centrum Badań Nuklearnych Egipskiej Komisji Energii Atomowej.
Od medycyny po biotechnologię przemysłową
Projekt BioExplor sięga poza medycynę, wkraczając w obszar biotechnologii przemysłowej. Badacze zidentyfikowali grzyby zdolne do produkcji m.in. beta-karotenu i melaniny, biopigmentów cieszących się dużym zainteresowaniem przemysłowym ze względu na zastosowania w żywności, kosmetykach i innych produktach.
Wyizolowaliśmy nowego grzyba, który produkuje melaninę. Nazywam ją „czarnym złotem”, ponieważ ma duże znaczenie w przemyśle. Proces ekstrakcji melaniny z naturalnych źródeł jest skomplikowany i kosztowny. Nasz grzyb natomiast produkuje ten związek pozakomórkowo w znacznych ilościach, stanowiąc swoistą biofabrykę naturalnej melaniny – wyjaśnia dr El-Sayed.
Taka produkcja pigmentów oferuje nie tylko tańszą alternatywę dla tradycyjnych metod, ale jest też zgodna z zasadami zrównoważonego rozwoju. Jako podłoże hodowlane dla mikroorganizmów można potencjalnie wykorzystać bioodpady przemysłowe. To wspiera gospodarkę obiegu zamkniętego, wpisując się w Cele Zrównoważonego Rozwoju Unii Europejskiej.
Innowacje w produkcji naturalnych biopigmentów
Wśród osiągnięć zespołu projektu BioExplor jest też rozwój badań nad grzybem Monascus odpowiedzialnym za produkcję czerwonego biopigmentu, znajdującego szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym. Grzyb ten produkuje pomarańczowy, żółty i jasno-czerwony pigment, ale dzięki zastosowaniu promieniowania gamma, naukowcy zwiększyli jego zdolności do wytwarzania intensywnie czerwonego pigmentu, prezentując innowacyjną metodę udoskonalania procesów przemysłowych. Zespół BioExplor obecnie rozwija atrakcyjny dla konsumentów produkt – czerwony chleb – dzięki pigmentowi z grzyba, który po oczyszczeniu zostanie użyty jako barwnik do wyrobów piekarniczych.
Ponadto zainicjowano użycie nanotechnologii, by udoskonalić właściwości pigmentów pozyskiwanych z grzybów. Ta innowacja może przyczynić się do opracowania bardziej efektywnych i trwalszych pigmentów dla różnorodnych branż.
We współpracy z zespołami z Katedry Fizyki i Biofizyki UPWr i Egipskiej Komisji Energii Atomowej rozwijamy nowe nanoprodukty z biopigmentów. Te innowacje mogą prowadzić do skuteczniejszych, stabilniejszych i ulepszonych funkcjonalnie pigmentów dla różnych gałęzi przemysłu. Dzięki wykorzystaniu tak innowacyjnych technologii, dany pigment mógłby zostać całkowicie zmodyfikowany i zyskać ulepszone właściwości funkcjonalne – mówi naukowiec, który do Polski przyjechał jako laureat programu POLONEZ BIS.
Pochodzi z Egiptu, gdzie większość obszarów zielonych przeznaczana jest pod uprawy. To decyduje o różnicy w bioróżnorodności między tamtymi terenami a Polską. Jak zaznacza naukowiec w europejskich lasach żyje niezliczona ilość organizmów, które tylko czekają na odkrycie. Otrzymane przez niego do tej pory wyniki potwierdzają ogromny potencjał grzybów endofitycznych. Zachęcają także do dalszych badań nad zastosowaniem tych mikroorganizmów.
źródło: UPWr