Thomas Brück så havpisken Antilllogorgia elisabethae for første gang for 17 år siden, mens han dykkede på en forskningsrejse til Bahamas. Han husker stadig tydeligt dette møde, som fandt sted 18 meter under vandoverfladen: "Deres polyp-dækkede, violette grene bevægede sig blidt i strømmen. En fascinerende levende organisme!" Da det også indeholder forskellige biologisk aktive forbindelser, har biokemikeren siden da studeret biosyntesen af naturlige produkter af denne bløde koral.
Havpiske er beskyttet; trods dette er deres eksistens i fare. Indsamling og salg af tørrede koraller er en lukrativ forretning, da disse indeholder forskellige aktive stoffer, herunder et antiinflammatorisk molekyle kaldet pseudopterosin, som har været brugt i kosmetikindustrien i årevis.
"Koralrev fikserer og lagrer drivhusgassen kuldioxid og er hotspots for biodiversitet. Hvis vi vil beskytte verdens rev, er vi nødt til at generere sådanne biologisk aktive naturprodukter via bæredygtige processer," siger Brück.
Naturligt antibiotikum fra det bioteknologiske laboratorium
Sammen med sit team på Werner Siemens Chair of Synthetic Biotechnology er det nu lykkedes ham for første gang at producere en af havpiskens aktive midler i laboratoriet - uden behov for en eneste revbeboer. Molekylet "erogorgiaene" er et antibiotikum. Indledende bioaktivitetstest viser, at det er velegnet til at bekæmpe multiresistente tuberkulosepatogener.
Tidligere var en brug af det aktive middel næsten utænkeligt: Havpisken indeholder kun ekstremt små mængder erogorgiaene og er desuden beskyttet - at bruge den som råvarekilde ville hverken være økonomisk gennemførlig eller økologisk ansvarlig. Selvom produktion via konventionel kemisk syntese er mulig, er den kompleks og forbundet med giftigt affald. Et kilo af det aktive middel ville koste omkring 21.000 EUR.
Bæredygtig bioteknologi reducerer produktionsomkostningerne
"Men bioteknologiske metoder er en konsolideret produktion af erogorgiaene mulig, på en mere miljøvenlig måde og meget billigere. Med denne metode ville produktionsomkostningerne pr. kilo kun være omkring 9.000 EUR," understreger Brück.
Den nye metode, som han har udviklet sammen med kolleger fra Berlin, Canada og Australien, består kun af to trin: Hovedarbejdet udføres af genetisk optimerede bakterier, der lever af glycerin - et reststof fra biodieselproduktion.
Bakterierne genererer et molekyle, som derefter kan omdannes til det ønskede aktive middel ved hjælp af et meget selektivt enzymatisk trin. Der produceres ikke affald i processen, da alle hjælpeprodukter kan genbruges på en cirkulær måde. Der er indgivet patent på den innovative produktionsmetode.
Bioaktiv produktudvikling efter naturens linjer
"Den nye teknologiplatform til produktion af bioaktive naturprodukter via bioteknologiske metoder overholder alle 12 kriterier for Grøn Kemi," siger Thomas Brück. "Derudover opfylder den fire af FN's bæredygtighedsmål: et sundt liv for alle, bekæmpelse af klimaændringer og deres virkninger, bevarelse og bæredygtig brug af havene og maritime ressourcer og bevarelse af liv på land."
Forskerholdet arbejder nu på bioteknologisk produktion af endnu et koralaktivt middel: Med naturen som model skal molekylet erogorgiaene omdannes til det aktive stof pseudopteropsin i laboratoriet.
Medicinske fagfolk sætter stort håb til sidstnævnte: Kliniske undersøgelser har vist, at pseudopteropsin hæmmer inflammationer takket være en ny virkningsmekanisme. Det er således en potentiel terapeutisk kandidat til at kontrollere overdreven inflammatoriske reaktioner, for eksempel i tilfælde af virusinfektioner, såsom Covid-19, eller under aldersrelaterede kroniske inflammationer.
