Биотехнологические методы получения ЛС на основе культур клеток растений имеют широкое распространение, поскольку по

Вариант ответа

Метод биотехнологии получения ЛС на основе культур клеток растений начинается с процесса получения культуры каллусной ткани или каллуса. Каллус — ткань, возникающая при неоргани­зованной пролиферации клеток растения (дедифференцированное деление клеток). Метод реализует способность любой клетки обра­зовывать полноценное растение в соответствии с ее генетическим и физиологическим потенциалом (естественными возможностями). Эта способность называется «тотипотентность». Стабильность по выходу целевого продукта (вторичных метаболитов) обычно связыва­ют с дифференцировкой клеток и со стадией культивирования (конец экспоненциальной стадии с переходом на постоянную фазу роста и деления клеток).

Примером влияния дифференцировки клеток на выход целево­го продукта служит дифференцированный корневой каллус Atropa belladonna, синтезирующий тропановые алкалоиды (в отличие от недифференцированного). Другой пример: только недифференцированные клетки Rauwolfia serpentine синтезируют индолиловые алка­лоиды.

Технология получения каллуса требует наличия молодых и здо­ровых клеток, стерильности, определенной температуры (+24-26 °С) и влажности (65-70%), аэрации, соответствующего оборудования (специальные ферментеры). В питательную среду, помимо микро- и макроэлементов, источников углерода, витаминов, нужно вносить регуляторы роста растений — ауксины (индолилтриуксусная кисло­та и др.) и цитокинины (6-бензиламинопурин и др.). Также весьма существенную роль для синтеза метаболитов играют предшествен­ники. Так, добавление фенилаланина увеличивает выход диосгенина на 100%.

Накопление вторичных метаболитов зависит от того, на каких средах (жидких или твердых) проводят культивирование.

Суспензионное культивирование осуществляют в аэрлифтных ферментерах без механической мешалки (с турбинным перемеши­ванием, с внешней циркуляционной петлей). Растительные клетки в отличие от клеток микроорганизмов имеют большие размеры, вакуоль, целлюлозную клеточную оболочку, клеточные агрегаты. Все это требует системы перемешивания восходящими потоками воздуха (встряхиванием без механических повреждений). Как правило, для этого используют следующие режимы культивирования: периоди­ческий (чаще), циклический и непрерывный (нарастание биомассы коррелирует с синтезом вторичных метаболитов). Для повышения выхода продуктов вторичного метаболизма применяют иммобили­зацию растительных клеток.

Иногда конечный продукт биосинтеза необходимо частично пре­образовать. В этом случае применяют биотрансформацию — метод, использующий ферменты клеток растения, способные менять функ­циональные группы добавленных извне химических соединений. Примером применения биотрансформации служит превращение дигитоксина в дигоксин в реакции 1, 2-гидроксилирования, ката­лизируемой ферментом, продуцируемым недифференцированными клетками Digitalis Lanata.