Mehanizme, potrebne za fotosintezo, je mogoče izluščiti iz špinače in jih presaditi v oči miši, kjer svetlobo pretvarjajo v molekule, ki prenašajo energijo, in zmanjšujejo vnetje. »Ukradli smo tehnologijo, ki se je v rastlinah razvijala več milijard let, in jo presadili v živalski organizem,« pravi David Tai Leong, biolog z Nacionalne univerze v Singapurju in soavtor študije, ki poroča o rezultatih nove raziskave.
Rezultati, objavljeni v reviji Cell, kažejo, da bi lahko izmenjava rastlinskih in živalskih organelov vodila do novih bioloških spoznanj in terapevtskih uporab. »Vsak tak poskus se sprva nujno zdi čarovniški trik,« pravi Corey Allard, celični biolog z Harvarda. Toda le s preizkušanjem tehnike in odkrivanjem njenih omejitev – na primer, kako dolgo učinek traja in na katere celice je mogoče delovati – raziskovalci odkrivajo možne načine uporabe, dodaja strokovnjak.
Kuoran Xing, bionanotehnolog z Nacionalne univerze v Singapurju, in njegovi sodelavci so se zgledovali po sposobnosti morskih polžev, da znajo krasti mehanizme alg, ki omogočajo fotosintezo. Zato so začeli raziskovati možnosti presaditev med različnimi taksonomskimi kraljestvi.
Da bi ugotovil, ali so celice sesalcev sposobne podobnega podviga, je Xing najprej v lokalnem supermarketu kupil različne listnate zelenjave. Z namakanjem, precejanjem in centrifugiranjem je izoliral kloroplaste listov, motorje fotosinteze, ki svetlobo pretvarjajo v kemično energijo. Nato je organele namočil v raztopino, da so na površje prišle tilakoidne membrane, tiste palačinkam podobne plasti, ki med reakcijami fotosinteze zbirajo svetlobo.
Predelava špinače (Spinacia oleraceae) je dala več fotosintetskega aparata kot amarant (Amaranthus tricolor), vodna špinača (Ipomoea aquatica) ali vrtna solata (Lactuca sativa). Ekipa je membrane špinače nato zapakirala v nanodelce, ki so jih poimenovali LEAF.
V petrijevki so celice sesalcev hitro sprejele delce LEAF. Ko so bili v celicah, so LEAF-i več ur zmogli pretvarjati svetlobo v kemično energijo in izdelovati molekule ATP in NADPH, ki prenašajo energijo. V rastlinah se te molekule v drugi fazi fotosinteze pretvorijo v ogljikove hidrate – ta korak pa se pri LEAF-ih (še) ne odvije. Zaporedje reakcij, ki ga omogočajo LEAF-i, je torej omejena oblika fotosinteze, pravi Leong, vendar nedvomno fotosinteza.
Da bi preverili, ali lahko ti LEAF-i prinesejo praktične koristi, se je ekipa osredotočila na zmožnost NADPH, da nevtralizira tako imenovane reaktivne kisikove radikale, ki sprožajo vnetje. Strokovnjaki so s kapljicami za oči, ki vsebujejo LEAF-e, uspešno omilili vnetje pri miših s suhimi očmi, bolezni, za katero je značilno kopičenje reaktivnih kisikovih radikalov na površini očesa.
»Živali nam ni bilo treba izpostavljati nobeni dodatni svetlobi. Preprosto smo jim pustili, da živijo svoje življenje,« dodaja Leong. Delci LEAF so škodljive molekule nevtralizirali znotraj celic roženice in tudi okoli njih. Ekipa se je prej spraševala, ali bodo LEAF-i bledozelenkaste barve miši morda obarvali oči zeleno. Toda ti molekularni mehanizmi tako učinkovito proizvajajo NADPH, da so učinek sprožili že majhni odmerki špinačnega izvlečka – ki sploh niso vidni.
Xing in sodelavci zdaj delajo na tem, da bi LEAF-e v okviru kliničnih preskušanj preizkusili tudi na ljudeh, ki trpijo za podobnimi oblikami suhih oči. Po Xingovih izračunih bi lahko iz pesti špinače nastalo dovolj LEAF-ov, da bi mesec dni dvakrat dnevno zdravili več kot 50 ljudi. Ekipa preučuje tudi, ali je mogoče rastlinske organele presaditi v druga tkiva razen roženice. »To resnično razširja meje medicine. Neverjetno vznemirljivo je, četudi se trenutno zdi malo noro,« pravi Leong.
