Emészthető tervezőfehérje fenilketonuria-betegek számára
Egy kutatócsoport egy bizonyos aminosavtól mentes, biotechnológiailag előállított fehérjével szeretné javítani a fenilketonuria-betegek táplálkozási lehetőségeit.
A fenilketonuriában szenvedő betegek (PKU) német kutatási projektje nem gyógyulást, hanem jobb életminőséget ígér. Világszerte körülbelül minden tízezredik gyermek születik ezzel az örökletes anyagcserebetegséggel. Ha nem kezelik, súlyos mentális fejlődési rendellenességekhez vezet. Ennek oka a fenilalanin aminosav feleslege, amely azért merül fel, mert az érintett személy teste nem tudja lebontani a sok fehérjemolekulában található építőelemet. Végül a fenilalanin felesleg átjut a vér-agy gáton az agyba, és ott károsodást okoz.
Csak gyümölcsök, zöldségek és aminosavak keverékei
Eddig létezett egy olyan egyszerű terápia, amilyen kényelmetlen: egész életen át tartó diétás korlátozások. Az érintetteknek kerülniük kell a fenilalanin bevitelét, vagyis nagyrészt vagy egyes esetekben teljesen el kell kerülniük a természetes fehérjék minden típusát, és lényegében gyümölcsöt és zöldséget kell fogyasztaniuk. Az egészséges táplálkozáshoz hiányzó fehérjéket fenilalanin-mentes aminosav-keverékek formájában egészítik ki. A "Phe-frei3" kutatási projekt, amelyet a Szövetségi Kutatási Minisztérium finanszíroz a "KMU-innovativ: Biotechnologie-BioChance" programban 2019 márciusától 2022 februárjáig, mintegy 915 000 euróval, jobb utat kíván kifejleszteni. A Phe-frei3 a "fenilalanin-mentes GSP105 fehérje biotechnológiai előállítása az étrend kezelésének javítása érdekében a fenilketonuria esetében".
A metaX Institute for Dietetics GmbH és a Fraunhofer Molekuláris Biológiai és Alkalmazott Ökológiai Intézet (IME) csapata összefogott a projektben. A cél az, hogy olyan fehérjét állítson elő, amely nem tartalmaz fenilalanint, de tartalmazza az összes többi fontos aminosavat. „Jó ízű étel a PKU-betegek számára” leírja a metaX ügyvezető igazgatóját, Bernhard Hoffmann-t a jövőképről, és példaként említi a tészta- és zöldségburgereket. "Az aminosav-keverékek és különösen az esszenciális aminosavak nagyon keserűek" - magyarázza Yvonne Mücke, aki a metaX-en koordinálja a projekt kutatásait. Ezenkívül az aminosavkeverékeket nem lehet melegíteni vagy más módon feldolgozni az élelmiszerekben, amint az a fehérjékkel lehetséges. Eddig csak tabletták, porok, italok és legalább aminosavkeverékkel ellátott rudak voltak. Ízük azonban a továbbfejlesztett receptek ellenére is kívánnivalót hagy maga után.
Keressen fehérjéket fenilalanin nélkül
A kutatási partnerek ezért olyan fehérjék után kutattak, amelyek természetesen csak kis mennyiségű fenilalanint tartalmaznak. Géntechnológiai módszerek segítségével ezeket a fenilalanin-maradékokat más nélkülözhetetlen aminosavakkal akarták kicserélni. "Azonban hamar észrevettük, hogy a fehérje már nem hajlik rendesen, ha kettőnél vagy háromnál több aminosavat cserélünk" - emlékszik vissza Stefan Rasche, az IME kutatója. Tehát a csapat tovább szigorította a keresési feltételeket. Legfeljebb egy fenilalanin jelenlétét engedélyezték, és a táplálkozási paramétereknek és méretüknek megfelelőnek kellett lenniük - és a célfehérje természetesen nem lehetett toxikus az emberre. "831 000 szekvenciát vetítettünk át, és csak 15 találatot kaptunk" - számol be Rasche. Ezen jelöltek közül csak egy volt teljesen mentes a fenilalanintól.
Azonban egy olyan fehérje mellett döntöttek, amely összességében vonzóbbnak tűnt - és egyetlen aminosav cseréje problémamentesnek bizonyult. Amint azt reméltük, az új fehérje íztelen, könnyen oldódik, kémiailag stabil és tolerálja az emelkedett hőmérsékleteket is - ideális a további feldolgozáshoz. Ezenkívül a fehérje érzékeny a proteázok csoportjába tartozó enzimekre, ami a jó emészthetőség mellett szól. Ugyanakkor ez azt is jelenti, hogy az egyetlen lehetséges termelő organizmus az, amelynek alacsony a proteáz aktivitása, így a fehérje a termelés során nem pusztul el újra. "A fehérjét különféle mikroorganizmusokban és nagy teljesítményű törzsekben fejeztük ki" - számol be Rasche a sikeres keresésről.