Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Heroin doma, snadno a rychle. Díky geneticky upraveným kvasinkám

  16:27
Jak daleko je doba, kdy si bude moct každý doma „nakvasit“ svou denní porci opiátů jednodušeji, než se pálí slivovice? Podle některých odborníků je to otázka pár měsíců. Genetické modifikace otevírají cestu k podstatně jednodušší výrobě takzvaných tvrdých drog. Někteří vědci tak sami volají po nové regulaci výzkumu v této oblasti.
Stanou se afghánská maková pole „zastaralou technologií“?

Stanou se afghánská maková pole „zastaralou technologií“? | foto: AP

Opustí drogové mafie makové plantáže „zlatého trojúhelníku“ či „zlatého půlměsíce“ a nakoupí místo nich pivovary? Nelze to tak úplně vyloučit, protože produkce opiátů se už brzy může stěhovat z afghánských, íránských, myanmarských, laoských či thajských polí osetých opiovým mákem do kádí ve spilkách výroben pěnivého moku. Dokonce se zdá, že by si zájemci o drogy mohli svou denní dávku snadno „nakvasit“ doma s použitím velmi prostého vybavení. Produkce morfinu, heroinu a dalších silně návykových látek by se dostala mezi artikly DIY – „do it yourself“ čili „udělej si sám“.

Na tuto radikální změnu v produkci opiátů „zadělalo“ hned několik vědeckých týmů, které hledaly co nejjednodušší cestu k produkci tzv. benzylisochinolinových alkaloidů zkráceně označovaných jako BIA. Mezi BIA patří asi 2 500 chemických sloučenin. Nejznámější položkou představuje bezesporu morfin a jemu příbuzné opiáty využívané k tlumení silných bolestí. Mezi BIA však najdeme i antibiotika, léky proti rakovině a další užitečné látky.

Miliony uživatelů

Odhaduje se, že na světě je zhruba 15 milionů uživatelů opiátů, z toho více zhruba 10 milionů užívá heroin.

Drtivou většinu světové produkce opiátů na ilegálním trhu zajišťuje Afghánistán. V poslední době produkce opia – základní suroviny pro výrobu morfinu a heroinu - v zemích „zlatého půlměsíce“ a „zlatého trojúhelníku“ významně stoupá.

Malými či většími úpravami těchto přírodních molekul by mělo jít získat řadu prospěšných látek. Chemici doufají, že by tak mohli posílit žádoucí účinky, např. tlumení bolesti, a potlačit nežádoucí vedlejší efekty. (Morfin a jemu příbuzné látky například narušují dýchání a jsou navíc silně návykové.) Ovšem donutit rostliny, aby místo tradičních opiátů produkovaly nové, pozměněné molekuly, je nesmírně obtížný a navíc nepříjemně zdlouhavý úkol.

Benzylisochinolinové alkaloidy mají poměrně komplikovaně stavěnou molekulu a tak je i jejich chemická syntéza složitá a drahá. Rostliny, jako je mák setý (Papaver somniferum), jsou v produkci tradičních BIA bez konkurence. Jsou relativně levné a výkonné. Mají však omezený sortiment. 

Vědci se snaží proto přenést „výrobní linku“ měnící obyčejný cukr na BIA z rostlin do jiných organismů, například do kvasinek. V těch by mohli modifikovat syntetické procesy mnohem snáze než v rostlinách a šance na získávání nových léků by dramaticky stouply. K tomu je ale do začátku nutné vnést do dědičné informace kvasinek geny pro enzymy zajišťující patnáct samostatných chemických procesů. To je pro genové inženýry hodně velké sousto.

Jen pro srovnání: za husarský kousek považují odborníci „genovou výpůjčku“, při které se z byliny pelyňku ročního (Artemisia annua) stěhovaly do kvasinky geny zajišťující pět chemických procesů. Na jejich konci je kyselina artemisininová – základní surovina pro výrobu artemisininu, jenž je v současnosti nejúčinnějším lékem proti malárii.

Morfin z kvasinek do tří let

Tým pod vedením Johna Duebera z University of California v Berkeley nyní ohlásil v publikaci zveřejněné ve vědeckém časopise Nature Chemical Biology, že přenesl do kvasinek první půlku výroby BIA. Koncem dubna publikoval tým kanadských vědců pod vedením Vincenta Martina z montrealské Concordia University úspěšné přenesení druhé poloviny syntézy BIA z rostlin do kvasinek v časopise PLOS ONE. Nabízí se otázka, zda bude možné obě poloviny syntézy spojit v jeden proces probíhající v nitru kvasinkové buňky. Kladně na ni odpovídá disertační práce Guillaumea Beaudoina z University of Calgary. Zdá se, že vědci mají v ruce všechny dílky skládačky potřebné pro vytvoření kvasinky produkující opiáty.

Jak vyrobit morfin

Syntéza morfinu se obvykle dělí na dvě základní etapy. První využívá jako výchozí surovinu běžné cukry (glukóza) nebo aminokyseliny (tyrozin) a končí syntézou retikulinu. Retikulin představuje jakousi „křižovatku“, z které vedou cesty k syntéze nejrůznějších benzylisochinolinových alkaloidů. Jedna směřuje k morfinu a kodeinu. Další cesty končí produkcí antibiotik, protinádorových léků a pigmentů apod. Druhá etapa na cestě k opiátům vychází z retikulinu a pokračuje přes syntézu molekuly thebainu až k morfinu.

John Dueber z Berkeley vnesl do kvasinky pivní (Saccharomyces cerevisiae) geny, které zajistí produkci enzymů potřebných k proměně cukru glukózy na formu retikulinu označovanou jako S-retikulin. Dovedl tak syntézu BIA v kvasinkách na „retikulinovou“ křižovatku.

Tým Vicenta Martina z Concordia University zamířil z pomyslné „retikulinové“ křižovatky k morfinu, když vnesl do kvasinky pivní geny pro enzymy zvládající všechny reakce potřebné pro proměnu retikulinu ve formě R-retikulinu na morfin.

Otevřená není ani otázka kritického kroku na „retikulinové“ křižovatce – tedy proměny retikulinu z formy S na formu R. Tu popsal ve své disertaci Guillaume Beaudoin z University of Calgary.

„Nerad bych bagatelizoval, kolik práce ještě zbývá k dosažení tohoto cíle, ale nerad bych také svůj odhad přestřelil,“ říká John Dueber. „Domnívám se, že je to proveditelné během dvou až tří let.“ Sám Dueber ale přiznává, že výzkum na tomto poli postupuje tempem, jaké si ještě nedávno neuměl představit. A tak někteří odborníci očekávají první opiátové kvasinky už za několik měsíců.

I když se podaří „nacpat“ do kvasinky všechny geny potřebné k produkci BIA, stále ještě není jisté, jak efektivně bude takto pozměněná buňka měnit cukr na morfin a jiné jemu podobné látky. Pokud se ale někomu povede získat dostatečně výkonný kmen kvasinek, nebude produkce BIA včetně morfinu složitější než domácí vaření piva. A to není dvakrát příjemná představa.

„Myslím, že si nikdo nepřeje, aby na světě přibyly miliony dalších lidí závislých na opiátech,“ dodává Dueber. „Je načase se zamyslet nad opatřeními, která by regulovala tento směr výzkumu. Pokrok v tomto oboru je překvapivě rychlý a potřebujeme včas zabránit jeho případnému zneužití.“

Bezpečnostní opatření

Opatřeními, která by měla zabránit, aby se některé pivovary proměnily ve varny heroinu, se zabývá na stránkách vědeckého časopisu Nature trio odborníků vedené Kennethem Oyem z Massachusetts Institute of Technology. Navrhují hned několik pojistek proti zneužití nově se rodící technologie k ilegální produkci drog.

Účinně lze zakročit proti tomu, aby si někdo sám vyrobil „heroinovou“ kvasinku. Pro tyhle účely si producenti obvykle objednávají geny syntetizované ve specializovaných firmách. Tyto společnosti neplní slepě přání zákazníků, ale důkladně si ověřují, co si kdo objednává. Pokud by si například někdo objednával molekulární „součástky“ využitelné pro výrobu biologické zbraně vhodné k teroristickému útoku, nezaklepe mu na dveře pošťák s balíčkem, ale beranidlo zásahové jednotky. Strach z bioterorismu vycvičil firmy syntetizující geny k mimořádné obezřetnosti. Nově zařadí tyto firmy na seznam „zakázaných položek“ i geny nutné pro syntézu opiátů v kvasinkách.

Je třeba se pojistit i proti případné krádeži hotových opiátových kvasinek. Tady vidí Oye a jeho kolegové řešení v produkci takových kmenů kvasinek, které kromě opiátů produkují i znehodnocující sloučeniny. Pro pokoutní výrobce by to představovalo významnou překážku. Výsledný produkt by nemohli jednoduše použít jako drogu. Nelze však vyloučit, že by si producenti drog koupili zdatného a dostatečně bezskrupulózního genového inženýra, který by z ilegálně získané kvasinky nežádoucí geny pro toxiny zase odstranil.

Samozřejmě lze „uskřípnout“ i informační kanály. Pokud Dueber, Martin či někdo jiný získá kvasinku produkující levně a ve velkém např. morfin, mohou se vědecké časopisy zavázat, že nezveřejní kompletní údaje, a zkomplikují tak jednoduché okopírování postupu. Podle informací z Nature však nikdo zatím ani Martina ani Duebera o nic takového nežádal.

Přehnané obavy?

O autorovi

Jaroslav Petr pracuje jako vedoucí výzkumný pracovník ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Praze-Uhříněvsi, kde se zabývá reprodukční biologií a biotechnologiemi hospodářských zvířat. Přednáší externě na České zemědělské universitě v Praze a dalších institucích. Je také dlouholetým popularizátorem vědy. Píše například pro Lidové noviny, časopis Vesmír i server Osel.cz.

Americká FBI zůstává navenek v klidu. Pouze ústy svého mluvčího Edwarda Youa oznámila, že „vidí příležitost zabývat se bezpečnostními otázkami.“ Bylo by ale vrcholně naivní se domnívat, že FBI a jí podobné organizace budou nečinně čekat, až mafiáni rozjedou produkci opiátů ve velkém nebo až bude bublat lahev s opiátovými kvasinkami ve sklepě každého paneláku. A ještě naivnější je představa, že budou o svých opatřeních informovat veřejnost.

Někteří vědci se už teď obávají, aby důsledná regulace nakonec nepřiškrtila výzkum. Možnosti, které se otevírají pro výrobu nových léků a dalších důležitých molekul prostřednictvím kvasinek syntetizujících BIA, jsou skutečně slibné.

Podle americké biochemičky Christiny Smolkeové ze Stanford University rozdmychává bezpečnostní analýza Oyeova týmu přehnané obavy. „Ve skutečnosti je dneska mnohem pravděpodobnější, že si někdo pořídí morfin jednoduše tak, že si vyvaří makovice,“ tvrdí Smolkeová. Vzhledem k tomu, jakým fofrem ale výzkum na poli produkce BIA kvasinkami postupuje, nemusí zůstat vývar z makovic nejjednodušší cestou k opiátům na dlouho.

Autor:
  • Nejčtenější

Hoffmann nechal vypnout rozhlas. Jako jeden z mála komunistů skončil ve vězení

v diskusi je 53 příspěvků

15. června 2024

Před 100 lety se narodil Karel Hoffmann, člen konzervativní kliky uvnitř KSČ, který během okupace v...

Vyhlídkový raketoplán Richarda Bransona letěl naposledy

v diskusi je 12 příspěvků

14. června 2024

Minulou sobotu se uskutečnil historicky poslední let raketoplánu SpaceShipTwo se čtyřmi pasažéry na...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

Apple naučil sluchátka nové kousky a chystá se zaplavit vaše obrazovky

v diskusi jsou 2 příspěvky

11. června 2024

Ačkoli byla konference WWDC především o novinkách v operačních systémech a představení „AI“ jako...

Když astronauti na ISS spali, diváky přenosu ze stanice vyděsilo vysílání

v diskusi je 6 příspěvků

13. června 2024  10:15

Americký úřad pro letectví a vesmír na jednom ze svých kanálů vysílá přímý přenos z Mezinárodní...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

Apple nám ukázal novinky a kde všude nasadil umělou inteligenci

v diskusi jsou 4 příspěvky

10. června 2024  18:27,  aktualizováno 

V pondělí začal Apple ukazovat novinky v softwarových produktech. Na každoroční konferenci WWDC se...

Už 100 let mohou fotbalisté vstřelit gól přímo z rohu

v diskusi je 6 příspěvků

16. června 2024

Už 100 let mohou dát fotbalisté gól přímo z rohu. V červnu 1924 tuto možnost otevřelo svým...

Jakmile zacvaknou kola, přijde uvolnění. Z Austrálie domů v letadle z roku 1960

v diskusi jsou 2 příspěvky

16. června 2024

Na konci ledna přistála na letišti v Podhořanech nedaleko Chrudimi malá formace letadel v čele s...

Hoffmann nechal vypnout rozhlas. Jako jeden z mála komunistů skončil ve vězení

v diskusi je 53 příspěvků

15. června 2024

Před 100 lety se narodil Karel Hoffmann, člen konzervativní kliky uvnitř KSČ, který během okupace v...

KVÍZ: Poznáte motor podle zvuku?

v diskusi jsou 2 příspěvky

15. června 2024

V neděli 16. června se rozsvítí v kalendáři Den otců. Nejen pro všechny táty jsme – v dostatečném...

Realita práce s dětmi: Nikdy neuhádnete, co o svém povolání říká setra Lucia
Realita práce s dětmi: Nikdy neuhádnete, co o svém povolání říká setra Lucia

Dětská sestra a laktační poradkyně Lucia Berešová se pohybuje ve zdravotnictví již 19 let. Přestože se ke studiu střední zdravotnické školy dostala...

Skandál kolem morbidně obézní Miss Alabama. Co se ztratilo mezi řádky

Sociální sítě počátkem června rozvášnila obézní plus size modelka Sara Millikenová oceněná titulem Miss Alabama 2024....

Do Itálie se nevrátím, tady vše funguje lépe, říká dcera Petra Hapky

Dcera slavného českého hudebníka Petra Hapky (†70) Petra (41) žila od 3 let s matkou v italském Římě. Ve 29 letech se...

Koupil byt i s nájemníkem a zdražil o sedm tisíc. Chce výnos 4,5 procenta

Seriál Našel jsem si nájemní byt, ve kterém bydlím několik měsíců. Platím 17 tisíc korun za nájem a k tomu měsíční poplatky za...

Čekám na transplantaci, ale dám přednost mladým, říká herec Zdeněk Žák

Herec Zdeněk Žák (71) si nikdy moc nepřipouštěl své zdravotní problémy. Nemoci přecházel a k doktoru se nehnal, až...

Jen ať mě kritizují, moje šperky vydělávají, říká zpěvačka Lucie Bílá

Zatím jí to pořád zpívá, ale i Lucie Bílá (58) si uvědomuje, že jednou její kariéra skončí. Hlava ji z toho ovšem...