Võluseened toodavad raviainet psilotsübiini kahel viisil

Erinevad seened kasutavad erinevaid viise psühhoaktiivse raviaine psilotsübiini tootmiseks. Miks, ei tea, aga loodus ei tee midagi põhjuseta.

„See puudutab molekuli biosünteesi, mille seos inimestega ulatub kaugesse minevikku,” selgitab professor Dirk Hoffmeister, Jena Friedrich Schilleri Ülikooli ja Leibnizi Looduslike Produktide Uurimise ja Infektsioonibioloogia Instituudi (Leibniz-HKI) farmatseutilise mikrobioloogia uurimisrühma juht.
„Me räägime psilotsübiinist – ainest, mida leidub niinimetatud võluseentes ja mida meie organism muudab psilotsiiniks – ühendiks, mis võib meie teadvust sügavalt muuta. Psilotsübiin ei kutsu aga esile üksnes psühhedeelseid kogemusi, vaid seda peetakse ka paljutõotavaks toimeaineks ravile allumatu depressiooni ravis,” ütleb Hoffmeister.

Kaks teed ühe psilotsübiini molekulini

Uuring, mis viidi läbi teadusühenduses ‘Balance of the Microverse’ (“Mikroversumi tasakaal”), näitab esmakordselt, et seened on suutnud teineteisest sõltumatult välja arendada kaks erinevat viisi psilotsübiini tootmiseks.
Kui Paljak ehk Psilocybe perekonna seened kasutavad psilotsübiini tootmiseks juba teadaolevat ensüümide komplekti, siis teised seened – narmasnutid -kasutavad täiesti teistsugust biokeemilist arsenali – ja jõuavad siiski sama molekulini. Seda avastust peetakse konvergentse evolutsiooni näiteks: erinevad liigid on iseseisvalt arendanud sarnase tunnuse, kuid „võluseened” on selleni jõudnud omaenda rada pidi.

Psilocybe cubensis kasvab üle maailma troopilistes ja subtroopilistes piirkondades, sealhulgas Kesk- ja Lõuna-Ameerikas, Kagu-Aasias ning Okeaanias. Seen eelistab niiskeid, väetiserikkaid muldi ja sisaldab psühhoaktiivset ainet psilotsübiini, mida uuritakse praegu toimeainena raviresistentse depressiooni raviks. Foto Felix Blei, Leibniz-HKI

Loodus on leiutanud sama toimeaine topelt – põhjus on teadmata

Uuringu juhtiv autor, Hoffmeisteri töörühma doktorant Tim Schäfer, selgitab: „See oli nagu kahe täiesti erineva töökoja vaatlemine, mis mõlemad annavad lõpuks välja sama toote. Narmasnuttides leidsime ainulaadse ensüümide komplekti, millel pole midagi ühist Psilocybe seentes leitud ensüümidega. Ometi katalüüsivad nad kõik samme, mis on vajalikud psilotsübiini moodustamiseks.”

Teadlased analüüsisid ensüüme laboris. Innsbrucki keemiku Bernhard Ruppi loodud valgumudelid kinnitasid, et reaktsioonide jada erineb oluliselt sellest, mis on teada Psilocybe seente puhul. „Siin on loodus tegelikult leiutanud sama toimeaine kaks korda,” ütleb Schäfer.

Miks aga kaks nii erinevat seenrühma toodavad sama toimeainet, on endiselt ebaselge. „Tegelik vastus on: me ei tea,” rõhutab Hoffmeister. „Loodus ei tee midagi ilma põhjuseta. Seega peab olema mingi eelis nii narmasnuttidele metsas kui ka paljakuliikidele sõnnikul või puiduhakkel seda molekuli toota – me lihtsalt ei tea veel, mis see on.”

„Üks võimalik põhjus võib olla see, et psilotsübiin on mõeldud kiskjate peletamiseks. Isegi väikseimad vigastused põhjustavad Psilocybe seentes keemilise ahelreaktsiooni kaudu siniseks muutumise, mis näitab psilotsübiini laguprodukte. Võib-olla on see molekul omamoodi keemiline kaitsemehhanism,” lisab Hoffmeister.

Skeem Tim Schäfer, Leibniz-HKI

Avastusel on ravi jaoks suur praktiline tähtsus

Kuigi endiselt pole selge, miks erinevad seened toodavad lõpuks sama molekuli, on avastus siiski praktilise tähendusega. „Nüüd, kui teame täiendavate ensüümide olemasolust, on meil rohkem tööriistu psilotsübiini biotehnoloogiliseks tootmiseks,” selgitab Hoffmeister. Schäfer vaatab samuti tulevikku:
„Loodame, et meie tulemused aitavad tulevikus toota psilotsübiini ravimitootmise jaoks bioreaktorites ilma keerukate keemiliste sünteesideta.”

Reklaam Stiilsed kanepist jalanõud, seljakotid, arvutitaskud, sokid ja mütsid naistele ja meestele leiad siit!

Jenas asuvas Leibniz-HKI-s teeb Hoffmeisteri meeskond tihedat koostööd Bio Pilot Plant’iga, mis arendab protsesse looduslike ühendite, näiteks psilotsübiini, tootmiseks tööstuslikus mastaabis.

Uuring annab samal ajal põneva ülevaate seente kasutatavatest keemilistest strateegiatest ja nende vastastikmõjudest keskkonnaga. See käsitleb ka keskseid küsimusi Koostööuuringute Keskuses ChemBioSys ja tipuklastris ‘Balance of the Microverse’ Jena Friedrich Schilleri Ülikoolis, mille raames töö läbi viidi ja mida rahastas muu hulgas Saksamaa Teadusfond (DFG). Kui CRC ChemBioSys uurib, kuidas looduslikud ühendid kujundavad bioloogilisi kogukondi, siis tipuklaster keskendub mikroorganismide ja nende keskkonna keerukatele dünaamikatele.