Практичне заняття з дисципліни «Біотехнологія культур лікарських рослин» – можливість для магістрантів спеціальності G21 «Біотехнології та біоінженерія» поглянути на широко обговорювану проблему вирощування конопель та отримання канабіноїдів для медичного використання очима професіоналів. Тож разом із професоркою Людмилою Буценко студенти визначали внесок біотехнології у вирішення непростих питань виробництва медичного канабісу для реабілітації військових і розвитку вітчизняної фармацевтики через використання непсихотропних компонентів.
Зокрема, розглянули біотехнологічні підходи до створення сортів і вирощування технічних і медичних конопель в Україні, висвітлюючи їхню універсальність як сільськогосподарської культури, що використовується у понад 50 галузях економіки. Адже українським науковцям вдалося вивести сорти промислових конопель із рекордно низьким вмістом психотропної речовини (до 0,08%), що дозволяє займати перше місце за селекцією по всьому світу.
Також розглянули комплекс унікальних для конопель сполук – канабіноїдів, які можна класифікувати на 11 підкласів. Та з’ясували, що коноплі є джерелом не лише канабіноїдів, оскільки рослина канабісу має понад 400 ідентифікованих неканабіноїдних компонентів, які класифікуються на чотири основні категорії: неканабіноїдні феноли, флавоноїди, терпени, алкалоїди. Терпени відповідають за запах і смак конопель, тоді як флавоноїди впливають не тільки на запах і смак, але й на унікальний колір кожного сорту.
Важливим питанням є визначення структур рослини, у яких відбувається біосинтез канабіноїдів, що впливає на можливості отримання канабіноїдів за культивування ізольованих тканин коноплі in vitro. За утворення канабіноїдів відповідають трихоми – спеціалізовані епідермальні структури (волоски) рослин. У канабісі вони виконують функцію секреторних органів, які синтезують і накопичують вторинні метаболіти, зокрема канабіноїди. Найбільша кількість секреторних трихом знаходиться на приквітках і на жіночих квітках (суцвіттях), а несекриторними трихомами покриті стебло та листя.
Цікавим і актуальним було питання можливості здійснити гетерологічну експресію канабіноїдного шляху в дріжджах, бактеріях або Nicotiana benthamiana. Розробляються біотехнологічні методи отримання канабіноїдів із використанням мікроорганізмів і модельних рослин. У генетично модифікованих бактеріях, зокрема Escherichia coli, зазвичай вдається отримувати лише прекурсори канабіноїдів у невеликих кількостях через складність біосинтетичного шляху та токсичність продуктів для клітини. Більш ефективними є дріжджі, такі як Saccharomyces cerevisiae і Yarrowia lipolytica, які завдяки мевалонатному шляху можуть синтезувати канабігеролову кислоту, однак виходи все ще становлять лише кілька мг/л. Для експресії окремих ферментів також використовують модельну рослину Nicotiana benthamiana.
Практичне заняття стало можливістю подивитися на суперечливу проблему сьогодення з різних сторін і підтвердило, що біотехнологія є ключем до вирішення актуальних проблем сучасної медицини та фармацевтики.
