English
Mikrobiologický ústav AV ČR dlouhodobě spolupracuje doma i v zahraničí s farmaceutickým průmyslem, a to zejména v oblasti tzv. „green chemistry“. Mezi perspektivní zahraniční partnery patří indická firma Fermenta Biotech Ltd., s níž se čeští mikrobiologové podílejí na výzkumu biotransformace beta-laktamových antibiotik. Spolupráci iniciovala koncem 80. let minulého století farmaceutická firma SPOFA a dále ji rozvíjel výhradně Mikrobiologický ústav AV ČR.
Fota: Archiv MBÚ AV ČR
Novou etapu kooperace znamenal vývoj moderního, ekologicky šetrného procesu pro syntézu beta-laktamových antibiotik druhé generace, ampicilinu, amoxicilinu a cefalexinu. Tato antibiotika se vyznačují vyšší selektivitou vůči patogenním mikroorganismům, zvýšenou odolností k inaktivaci katalyzované enzymem beta-laktamasa a vylepšenými farmakologickými vlastnostmi. Zmíněná antibiotika jsou v současnosti nejčastěji používané látky s antibakteriálním účinkem a jejich chemická výroba představuje většinu celosvětové produkce antibiotik.
Výrobní hala firmy Fermenta Biotech Ltd. v Takoli, Kullu Valey, stát Himachal Pradesh
Výzkum enzymové syntézy beta-laktamových antibiotik zahájila Laboratoř enzymových technologií pod vedením dr. Pavla Kyslíka koncem 90. let. Průmyslově vyráběný biokatalyzátor s aktivitou penicilinacylasy z Escherichia coli (PGA), používaný pro přípravu prekurzorů pro chemické syntézy antibiotik odvozených od přírodních penicilinů a cefalosporinů jejich hydrolýzou, není vhodný pro opačnou reakci, enzymovou acylaci. V roce 1999 byl proto zahájen intenzivní screening půdních izolátů mikroorganismů s aktivitami penicilinacylas vhodných vlastností. Jeden z izolátů, klasifikovaný původně jako Comamomonas testosteroni a později dle sekvence genu pro 16S rRNA přesněji identifikován jako Achromobacter sp., produkoval dosud nepopsanou PGA. Kmen byl patentován a výsledky publikovány v mezinárodních odborných časopisech. V roce 2003 podepsal MBÚ AV ČR smlouvu o spolupráci při dalším vývoji technologie bioprocesu syntézy antibiotik se společností Fermenta Biotech Ltd. (FBL). Badatelé připravili robustní, vysoce expresní systém pro přípravu enzymu využívající optimalizovaného hostitele Escherichia coli. V té době již měly obě zúčastněné strany za sebou dlouholetou úspěšnou spolupráci ve vývoji obdobných technologií. Díky tomu badatelé v relativně krátké době modifikovali expresní systém a vyvinuli technologii přípravy a použití enzymového katalyzátoru pro syntézu beta-laktamových antibiotik s parametry ekonomicky životaschopného a udržitelného moderního procesu, který v porovnání s chemickou výrobou výrazně snižuje zatížení životního prostředí toxickými odpady a vysokou energetickou náročností. Projekt završilo v roce 2009 udělení českého patentu na produkční mikroorganismus. V návaznosti na patent připravily spolupracující instituce tři společné PCT přihlášky, které navíc zahrnují proces přípravy biokatalyzátoru a jeho využití. V současnosti se realizuje patentové řízení ve vybraných státech světa; produkční kmen již byl patentován v USA a EU. Koncem roku 2011 se podařilo úspěšně dokončit transfer technologie prodejem autorského podílu společného patentu firmě FBL, která hodlá v brzké budoucnosti zahájit výrobu těchto biokatalyzátorů. V témže roce ředitel Mikrobiologického ústavu AV ČR dr. Martin Bilej a Satish Varma za vedení FBL podepsali společné prohlášení o oboustranném zájmu pokračovat ve stávající spolupráci a rozšířit ji o další společné projekty.
MARTIN BILEJ, PAVEL KYSLÍK,
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.