Mehanizmi potrebni za fotosintezu mogu se izdvojiti iz špinata i presaditi u oči miševa, gdje svjetlo pretvaraju u molekule koje nose energiju i smanjuju upalu. „Ukrali smo tehnologiju koja se u biljkama razvijala više milijardi godina i presadili je u životinjski organizam” – kaže David Tai Leong, biolog sa Nacionalnog sveučilišta u Singapuru i suautor studije koja izvješćuje o rezultatima novog istraživanja.
Rezultati objavljeni u časopisu Cell upućuju na to da bi razmjena biljnih i životinjskih organela mogla dovesti do novih bioloških spoznaja i terapijskih primjena. „Svaki takav pokus isprva nužno djeluje kao mađioničarski trik” – kaže Corey Allard, stanični biolog s Harvarda. No tek isprobavanjem tehnike i istraživanjem njezinih granica – primjerice koliko dugo traje učinak i na koje se stanice može djelovati – istraživači otkrivaju moguće primjene, dodaje stručnjak.
Kuoran Xing, bionanotehnolog sa Nacionalnog sveučilišta u Singapuru, i njegovi kolege nadahnuli su se sposobnošću morskih puževa da kradu mehanizme za fotosintezu iz algi. Zato su počeli istraživati mogućnosti transplantacija među različitim taksonomskim carstvima.
Da bi doznao mogu li stanice sisavaca izvesti sličan podvig, Xing je najprije u lokalnom supermarketu kupio različito lisnato povrće. Namakanjem, cijeđenjem i centrifugiranjem izolirao je kloroplaste iz listova, pokretače fotosinteze koji svjetlo pretvaraju u kemijsku energiju. Zatim je organele namakao u otopini kako bi na površinu izašle tilakoidne membrane, one slojeve nalik palačinkama koji prikupljaju svjetlost tijekom reakcija fotosinteze.
Obrada špinata (Spinacia oleraceae) dala je više fotosintetskog aparata nego amarant (Amaranthus tricolor), vodeni špinat (Ipomoea aquatica) ili vrtna salata (Lactuca sativa). Tim je zatim membrane špinata zapakirao u nanočestice koje su nazvali LEAF.
U Petrijevoj zdjelici stanice sisavaca brzo su preuzele čestice LEAF. Nakon ulaska u stanice, LEAF-ovi su nekoliko sati mogli pretvarati svjetlo u kemijsku energiju, proizvodeći molekule ATP i NADPH koje nose energiju. U biljkama se u drugoj fazi fotosinteze te molekule pretvaraju u ugljikohidrate – no taj se korak kod LEAF-ova (još) ne odvija. Niz reakcija koje omogućuju LEAF-ovi stoga je ograničen oblik fotosinteze, kaže Leong, ali nedvojbeno fotosinteza.
Da bi ispitao mogu li ti LEAF-ovi pružiti praktične koristi, tim se usredotočio na sposobnost NADPH-a da neutralizira takozvane reaktivne kisikove radikale koji izazivaju upalu. Stručnjaci su kapima za oči koje sadrže LEAF-ove uspješno ublažili upalu kod miševa koji pate od suhih očiju, bolesti kod koje je karakteristično nakupljanje reaktivnih kisikovih radikala na površini oka.
„Životinje nismo morali izlagati nikakvom posebnom svjetlu. Samo smo ih pustili da žive svoj život” – dodaje Leong. Čestice LEAF neutralizirale su štetne molekule unutar stanica rožnice i oko njih. Tim se prije pitao hoće li blijedozeleni LEAF-ovi obojiti oči miševa u zeleno. No ti molekularni mehanizmi toliko učinkovito proizvode NADPH da su i sitne doze ekstrakta špinata – koje se čak ne vide – mogle izazvati učinak.
Xing i njegovi kolege trenutačno rade na tome da LEAF-ove u okviru kliničkih ispitivanja testiraju i na ljudima koji pate od sličnih oblika suhih očiju. Prema Xingovim izračunima, od šake špinata moglo bi se napraviti dovoljno LEAF-a da se više od 50 ljudi liječi dvaput dnevno mjesec dana. Tim istražuje i može li se biljne organele presaditi u druga tkiva osim rožnice. „To doista širi granice medicine. Iznimno je uzbudljivo, čak i ako trenutačno djeluje pomalo ludo” – kaže Leong.
