Badania

Drożdże wykrywające kannabinoidy – nowy test narkotykowy?

Opublikowany: 29 grudnia, 2022 godz. 8:51 am przez / No Comments

Naukowcy z Wydziału Nauk Uniwersytetu w Kopenhadze zmodyfikowali komórkę drożdży, aby wykrywała substancje czynne zawarte w konopiach indyjskich i zmieniała wówczas kolor na czerwony. Drożdże wykrywające kannabinoidy torują drogę większej liczbie podmiotów do odkrywania nowych substancji leczniczych i nowego rodzaju testu narkotykowego, który można wykonać za pomocą smartfona.

Komórki drożdży to proste organizmy, którym nadano nowe funkcje

Komórki drożdży robią dwie rzeczy: jedzą i rozmnażają się. Naukowcy z Wydziału Nauk o Roślinach i Środowisku Uniwersytetu w Kopenhadze wyposażyli zwykłe komórki drożdży piekarskich w nową funkcję.


BEZPŁATNE KONSULTACJE KONOPNE
WPROWADZENIE DO TERAPII

dostępne przez liveczat lub pod nr tel.+ 48 574 942 179

Zastąpili popęd płciowy komórki drożdży zmysłem smaku i węchu, który umożliwia wykrywanie kannabinoidów, substancji czynnych zawartych w konopiach indyjskich. Idąc o krok dalej, naukowcy sprawili, że drożdże zmieniły kolor na czerwony lub świeciły, gdy pomyślnie wykryły kannabinoidy. Badanie zostało opublikowane w Nature Communications.

„Z komórki drożdży stworzyliśmy żywy czujnik, który może teraz wykrywać kannabinoidy lub cząsteczki, które mają taką samą funkcję jak kannabinoidy, nawet jeśli wyglądają zupełnie inaczej niż kannabinoidy. Biosensor może być między innymi używany do wyszukiwania nowych substancji o takich samych właściwościach jak kannabinoidy. Mogłoby to zdemokratyzować rozwój medycyny, tak aby firmy farmaceutyczne nie były jedynymi wyposażonymi w sprzęt do odkrywania nowych substancji.” – mówi profesor Sotirios Kampranis z Wydziału Nauk o Roślinach i Środowisku, który kierował badaniami

Drożdże wykrywające kannabinoidy zmieniają kolor na czerwony

Ludzie używają setek różnych GPCR (receptorów sprzężonych z białkiem G) do wyczuwania smaku i zapachu. Tylko w naszych nosach 400 różnych GPCR umożliwia nam wykrycie i rozróżnienie zapachu róż i świeżo upieczonego chleba, z których każdy aktywuje inne GPCR wysyłające sygnały do mózgu.

Profesor Kampranis zamienił GPCR, którego komórki drożdży używają do wyczuwania płci przeciwnej w środowisku, na GPCR, którego my, ludzie, używamy do rozpoznawania kannabinoidów. W tym samym czasie naukowcy uzupełnili materiał genetyczny komórki drożdży zestawem nowych genów, które powodują, że komórka zmienia kolor na czerwony lub nawet świeci, gdy wyczuje w pobliżu kannabinoidy.

„Komórka drożdży emituje teraz sygnał, gdy w jej środowisku znajdują się kannabinoidy. Dzięki temu możemy przeszukiwać tysiące roślin pod kątem substancji o potencjale terapeutycznym. Możemy też badać, czy ludzie są pod wpływem narkotyków lub czy ktoś próbuje przemycić nielegalne kannabinoidów lub „dopalacze” przez punkt kontrolny na lotnisku.” – wyjaśnia adiunkt Karel Miettinen

drożdże wykrywające kannabinoidy

Cztery nowe substancje w ciągu jednego dnia

Nie ma wątpliwości, że komórka drożdży może znajdować nowe substancje. We wstępnych testach naukowcy wykorzystali komórki drożdży do zbadania 1600 przypadkowych substancji z obszernej biblioteki związków chemicznych dostępnej na Uniwersytecie w Kopenhadze. Na efekty nie trzeba było długo czekać.

„W ciągu jednego dnia komórka drożdży znalazła cztery nieodkryte substancje, które nigdy nie były kojarzone z właściwościami przeciwzapalnymi lub uśmierzającymi ból, ale potencjalnie mogłyby być użyte do tych celów” – mówi Sotirios Kampranis

Akcesoria do smartfonów wykrywające narkotyki

Naukowcy opracowali również przenośne urządzenie z tworzywa sztucznego z wbudowanym bioczujnikiem komórek drożdży. W urządzeniu umieszcza się materiał roślinny, ślinę, mocz, krew, materiał z walizki lub cokolwiek innego, co chce się przetestować na komórce drożdży.

Następnie urządzenie wykorzystuje kamerę smartfona, aby sprawdzić, czy komórki drożdży stają się czerwone, dostarczając wynik w zaledwie 15 minut. Aplikacja może pomóc policjantom i innym osobom w śledzeniu narkotyków na lotniskach lub przeprowadzaniu testów na obecność narkotyków.

„Możemy testować zarówno naturalne kannabinoidy, jak i dopalacze – substancje chemiczne o bardzo różnych strukturach – z takimi samymi efektami jak kannabinoidy. Zasadniczo moglibyśmy również przystosować komórkę drożdży, aby była w stanie wykryć opioidy, takie jak morfina, fentanyl i oksykodon.” – mówi Sotirios Kampranis

Urządzenie można wydrukować w 3D lub zmontować przy użyciu materiałów łatwo dostępnych w Internecie. Naukowcy pracują obecnie nad tym, aby narzędzie testowe było dostępne bezpłatnie dla jak największej liczby osób, ale jednocześnie zapewniono im kontrolę nad konserwacją i dalszym rozwojem.


Źródło: science.ku.dk

Sandra Jurkiewicz