ZMapp dan 'Growing' Future of Plant-Made Medicines

Ribuan orang berisiko dari Ebola membutuhkan harapan, dan harapan itu mungkin akan berkembang sekarang di rumah kaca Kentucky. Tanaman seperti tembakau, jagung, dan kentang bisa membangun protein yang kompleks. Periset sekarang telah mengendalikan mesin internal pabrik ini untuk menghasilkan beberapa protein, antibodi, dan vaksin terapeutik yang paling penting yang pernah dibuat. Ini disebut obat-obatan buatan tanaman, atau PMP.

AdvertisementAdvertisement

Krisis Ebola di Afrika Barat berkembang setiap hari. Menurut CDC, lebih dari 1, 400 orang telah meninggal akibat dugaan infeksi Ebola pada wabah saat ini. Jutaan lebih beresiko. Ebola tidak memiliki obat dan tidak ada vaksin.

Dua pekerja bantuan Amerika, Dr. Kent Brantly dan misionaris Nancy Writebol, baru saja keluar dari isolasi di Rumah Sakit Universitas Emory Atlanta. Mereka mengalahkan kemungkinan dan pulih dari infeksi Ebola. Brantly dan Writebol keduanya menerima ZMapp.

Read More: Dua Orang Amerika Dilepaskan dari Rumah Sakit Atlanta, namun Krisis Ebola Masih Jauh dari Atas »Meskipun dokter tidak dapat membuktikan bahwa ZMapp adalah penyebab pemulihan pasien ini, hasilnya sangat menggembirakan. Beberapa dosis obat yang belum diuji tersebut dikirim ke daerah-daerah yang menderita di Afrika Barat.

Pada tanggal 16 Agustus, pejabat di Monrovia, Liberia, mengkonfirmasi bahwa tiga dokter yang terinfeksi diberi ZMapp. Pada hari Senin, pejabat melaporkan bahwa salah satu dokter, Dr. Abraham Borbor, telah meninggal karena infeksi tersebut. Borbor adalah wakil kepala dokter medis di rumah sakit terbesar Liberia.

AdvertisementAdvertisement

Bahkan jika ZMapp akhirnya terbukti berhasil, perawatan lebih banyak tidak akan tersedia selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan. Mengapa? Tanaman butuh waktu untuk tumbuh.

ZMapp "tumbuh" di dalam tanaman rekayasa genetika

Nicotiana benthamiana

(sepupu rapuh dari tembakau). Mapp Biofarmasi dan LeafBio mengembangkan koktail pengobatan ini beberapa bulan yang lalu. Ini menggabungkan antibodi yang sebelumnya menunjukkan keberhasilan dalam meningkatkan tingkat ketahanan Ebola pada monyet. Tanaman memproduksi antibodi ini menggunakan mesin internal mereka sendiri. Bergerak dari Antisera menjadi Antibodi Asal-usul ZMapp dimulai dengan pengobatan berusia 100 tahun untuk infeksi tanpa obat: antiserum. Awalnya, antiserum dibuat dari serum manusia (atau hewan) yang bertahan dari infeksi yang sama. Serum adalah "jelas" bagian darah. Ia tidak memiliki sel darah merah atau protein penggumpalan darah. Serum mengandung banyak protein lain, termasuk antibodi. Serum yang selamat mengandung antibodi melawan virus atau bakteri yang menyebabkan infeksi. Pengobatan antiserum melibatkan pengambilan serum yang selamat dan menyuntikkannya ke seseorang yang baru-baru ini terpapar penyakit yang sama. Antibodi serum membantu dengan cepat mengaktifkan sistem kekebalan tubuh orang yang baru terinfeksi.

Sebelum penemuan antibiotik seperti penisilin dan vaksin untuk mencegah infeksi, antisera digunakan untuk mengobati infeksi. Ini termasuk pneumonia, difteri, kolera, dan banyak lagi. Sekarang, antisera memerangi racun dari gigitan ular dan melawan infeksi rabies dan tetanus.

AdvertisementAdvertisement

Kelinci, tikus, dan bahkan kuda yang terinfeksi digunakan untuk menghasilkan antisera. Ini mahal dan tidak efisien. Pemahaman modern tentang genetika dan struktur antibodi membantu memperbaiki konsep antiserum. Alih-alih menggunakan banyak antibodi antibodi yang berbeda (antibodi poliklonal, atau pAb) sekarang hanya memilih yang paling efektif. Kemudian mereka menciptakan kode genetik untuk satu antibodi yang sangat membantu (disebut antibodi monoklonal, atau mAb).

Gen untuk mAb itu biasanya dimasukkan ke dalam bakteri atau kultur sel hewan. Kultur sel ini kemudian menghasilkan mAbs dalam jumlah besar, yang dimurnikan dan digunakan untuk pengobatan. Tidak ada serum atau produk hewani yang terlibat. Ini menghilangkan risiko bekerja dengan agen infeksi mematikan pada hewan.

Cari tahu Bagaimana Antibodi Monoklonal Dapat Mengobati Lupus »Dalam siaran pers mengenai keberhasilan pendahulu ZMapp, yang disebut MB-003, presiden Biofarmasi Mapp Dr. Larry Zeitlin berkata," Kami senang untuk melihat seberapa baik mAbs manusiawi MB-003 dilakukan. Kami juga sangat terkejut dengan keunggulan mAbs yang berasal dari tanaman dibandingkan dengan mAbs yang sama yang diproduksi dalam budaya sel mamalia tradisional. "

Metode ini menciptakan obat yang sangat efektif, termasuk Herceptin (trastuzumab), kemoterapi mAb untuk kanker payudara. Humira (adalimumab) adalah pengobatan mAb terhadap penyakit autoimun.Pasangan tag tim actoxumab dan bezlotoxumab sedang dikembangkan untuk mengobati infeksi

Clostridium difficile

Ada lebih dari 350 mAb perawatan dalam pengembangan dan lebih dari 30 Saat ini di pasar

Iklan Periklanan

Mempertahankan tong besar kultur sel untuk memproduksi mAbs memerlukan banyak uang. Memperkenalkan gen mAb ke dalam tanaman menciptakan metode produksi dengan volume tinggi dan murah. Menggunakan tanaman juga mengurangi risiko kontaminasi dalam produk akhir.

"Dengan meningkatnya permintaan global untuk vaksin dan biologis lainnya, pengembangan teknologi untuk membuat produk yang lebih aman dan lebih baik tetap harus dikritik. ical, "kata Dr. Vidadi Yusibov, direktur eksekutif Pusat Bioteknologi Molekuler Fraunhofer, dalam siaran pers baru-baru ini. Tanaman 'Menginfeksi' Mengubahnya menjadi Pabrik Protein Kerabat tembakau paling sering digunakan untuk proses baru ini. Periset mengubah tanaman seperti tembakau yang ditanam di Owensboro, Kentucky, untuk memproduksi tiga antibodi melawan Ebola dan menciptakan ZMapp.

Iklan

N. benthamiana

tumbuh di dalam rumah di pabrik seperti peternakan sehingga tidak menyebabkan tembakau komersial atau tanaman lainnya berisiko. Daunnya, yang menyerap cairan dengan cepat, mudah terinfeksi virus atau bakteri.

Temukan Lebih Banyak Tentang Virus Ebola yang Mematikan dan Demam Berdarah Ebola »

IklanAkademi

N. benthamiana adalah tanaman sempurna untuk proses agroinfiltrasi. Gen antibodi yang diinginkan ditambahkan sebagai fragmen DNA ke bakteri rekayasa yang disebut Agrobacterium tumefaciens

. Ini pernah menjadi sumber penyakit empedu mahkota pada tanaman. Sekarang telah dimanfaatkan untuk menjenuhkan tanaman dengan DNA yang berguna. Tanaman dicelupkan ke dalam larutan

A. Tumefaciens

dan daunnya menyerap bakteri. Kemudian, pusat manufaktur yang dibajak pabrik mulai memproduksi protein yang diinginkan secara massal. Sebuah "pharm" dalam ruangan bekerja adalah mesin yang diminyaki dengan baik. Robot menanam tanaman, merawat tanaman dewasa dengan mandi untuk mengubahnya menjadi pabrik miniatur, kemudian memanen dan mengolahnya. Daun tanaman tembakau adalah tempat penyimpanan utama protein. Oleh karena itu, pengolahan dan pemurnian harus segera dimulai saat panen. Mengekstrak protein yang diinginkan masih mahal dan memakan waktu. Tembakau dan sepupunya mengandung alkaloid beracun yang harus dikeluarkan sebelum protein dapat diberikan sebagai obat. Ini akan menjadi beberapa saat sebelum koktail ZMapp mAb dapat ditanam, disempurnakan, dan dimurnikan untuk digunakan. Prosesnya juga perlu diskalakan untuk mengatasi ribuan dosis yang akan dibutuhkan. ZMapp masih membutuhkan pengujian manusia yang ekstensif untuk menentukan apakah aman dan efektif. Obat-obatan yang Dibuat Tanaman Juga Diuji untuk HIV, MRSA, West Nile Di luar ZMapp karena mengobati Ebola, mAbs buatan tanaman lainnya bergerak menuju uji klinis. Biofarmasi Mapp terus bekerja pada terapi mAb yang diproduksi tanaman untuk virus Marburg (sepupu Ebola) dan untuk virus pernapasan syncytial. Koktail microbicidal mAbs melawan HIV dan herpes juga mendekati uji klinis fase 1.

Peneliti lain sedang mengembangkan mAbs buatan tanaman untuk virus West Nile. Rabies dan hepatitis mAbs diproduksi di tembakau. CaroRx adalah mAb buatan tanaman yang digunakan untuk mengobati bakteri yang menyebabkan kerusakan gigi dan saat ini dalam uji coba klinis fase 2.

Kemungkinannya sangat menarik untuk memperluas perlindungan antibodi terhadap penyakit lain seperti tuberkulosis, MRSA, dan bahkan HIV. Menggunakan tanaman untuk menghasilkan antibodi pelindung ini dapat menghasilkan biaya yang lebih rendah dan respon yang lebih cepat terhadap wabah penyakit.

PMP memiliki aplikasi selain antibodi terapeutik. Produksi cepat sejumlah besar protein yang ditargetkan merupakan salah satu manfaat besar untuk memproduksi vaksin dengan tanaman. Ketika epidemi seperti flu babi menyerang, stok vaksin dapat habis dengan cepat. Produksi tanaman vaksin bisa mengisi kekosongan.

Pelajari Lebih Lanjut: Obat Kanker Payudara Menyembuhkan Infeksi Virus Ebola di Tikus »

Di Pusat Fraunhofer untuk Bioteknologi Molekuler di Delaware, rak

N.tanaman benthamiana

dapat diprogram untuk menghasilkan berbagai macam vaksin. Lain kali epidemi terjadi, produksi PMP bisa menciptakan 2. 5 juta unit vaksin hanya dalam satu minggu.

Vaksin hasil tanaman telah dikembangkan untuk kolera, racun

Escherichia coli , hepatitis B, virus Norwalk, dan HPV. Lebih banyak lagi yang sedang dalam perjalanan. Bahkan ada penelitian yang terus berlanjut terhadap vaksin yang dapat dimakan. Hal ini akan memungkinkan pasien untuk sekadar mengonsumsi makanan untuk menciptakan kekebalan tubuh. Protein terapeutik lainnya, seperti faktor pembekuan darah dan produk darah lainnya, juga diproduksi di tanaman. Dr. Henry Daniell, direktur riset translasi di School of Dental Medicine di University of Pennsylvania, berkolaborasi dengan produsen obat Bayer untuk memproduksi antikoagulan di daun selada. "Selain ZMapp, ada banyak perkembangan terkini di bidang ini," kata Daniell pada Healthline. "[Jurnal] Nature menampilkan salah satu publikasi kami tentang hemofilia yang diproduksi di selada kloroplas. Ini dikembangkan dengan kesepakatan $ 100 juta dengan perusahaan farmasi besar. Jadi, bidang ini bergerak maju dengan cepat. "

Sel selada yang dikeringkan beku tahan terhadap asam lambung. Mereka bisa dikonsumsi secara oral dan tetap diserap di usus, tidak seperti produk protein yang paling halus sekalipun. Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan protein terapeutik, teknik pembuatan yang cepat dan terjangkau akan sangat bermanfaat. Dan perusahaan farmasi besar sedang duduk dan memperhatikan. Pecahnya Ebola saat ini adalah yang terbesar dan paling serius yang pernah ada. Bahkan jika upaya untuk membendung gelombang infeksi baru berhasil, wabah lain akan terjadi. Antibodi dan vaksin yang ditanam tanaman akan memungkinkan produksi obat-obatan yang cepat dalam menanggapi epidemi masa depan. Berita Terkait: Antibodi Monoklonal Biosimilar Pertama di Dunia Sama Sama Efektifnya dengan Ankylosing Spondilitis »