Ergotioneina-Immagine Credit Public Domain-
La fermentazione ottimizzata di microbi ingegnerizzati può essere la soluzione per la produzione di massa di un antiossidante simile alla vitamina con proprietà anti-invecchiamento.
Una recente ricerca giapponese suggerisce che la fermentazione utilizzando microrganismi ingegnerizzati può ridurre fino al 99% i costi di produzione dell’ergotioneina, un antiossidante simile alla vitamina strettamente legato alla longevità.
Un bioreattore industriale coltiva microrganismi. © FOTOGRIN/Shutterstock
L’ergotioneina fa parte di un gruppo di composti soprannominati “vitamine della longevità” da artisti del calibro di Bruce Ames, noto esperto di invecchiamento e Professore emerito di biochimica e biologia molecolare all’Università della California, Berkeley.
Si sostiene che questi composti possano formare un nuovo gruppo di vitamine, poiché potrebbero essere essenziali per la salute a lungo termine e devono essere assorbiti attraverso la dieta. Ames ha descritto questa teoria in PNAS nel 2018. “Studi recenti dimostrano che l’ergotioneina elimina molte specie reattive dell’ossigeno e può rallentare lo sviluppo di rughe, fragilità e declino cognitivo nelle popolazioni anziane”, spiega Takeshi Nakatani, ricercatore capo presso la società giapponese di commercio di prodotti chimici, NAGASE & CO., LTD. Bassi livelli di ergotioneina sono stati anche collegati a lieve deterioramento cognitivo, morbo di Parkinson, cataratta e malattie cardiovascolari.
“L’ergotioneina è prodotta dai funghi e da alcuni microrganismi, ma il corpo umano ha un meccanismo che importa e accumula specificamente l’ergotioneina nelle cellule e negli organelli sensibili allo stress ossidativo e all’infiammazione, come il cervello, la pelle, gli occhi e il fegato“, afferma Nakatani. La scoperta di questo trasportatore nel 2005 ne ha fatto un argomento caldo di ricerca, ma lo sviluppo industriale è stato limitato dal costo del composto.
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Quando la ricerca sull’ergotioneina è iniziata al NAGASE nel 2014, un chilogrammo costava quasi 1 milione di dollari. “La quantità nei funghi è trascurabile e la sintesi organica ha un impatto ambientale, quindi nessuno dei due soddisfa i nostri obiettivi di sostenibilità”, aggiunge Nakatani. Il ricercatore riferisce tuttavia, che modificando i percorsi biosintetici nei batteri e ottimizzando la fermentazione, il suo team è stato recentemente in grado di aumentare l’efficienza produttiva di un fattore di circa mille.
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Livelli di produzione leader
Il coinvolgimento di NAGASE nello Smart Cell Project, uno sforzo giapponese per incoraggiare la produzione ergotioneina utilizzando microrganismi e cellule vegetali, è stato fondamentale. “I partenariati di ricerca”, afferma Nakatani, “hanno avuto accesso a tecnologie all’avanguardia per la progettazione di enzimi e l’analisi metabolica. Di conseguenza, penso che stiamo osservando una produttività molte volte superiore a quella recentemente riportata da altri team giapponesi ed europei”, afferma.
Di recente, NAGASE, insieme ai partner di ricerca del progetto Smart Cell, ha identificato anche i geni associati al pompaggio dell’ergotioneina attraverso le membrane cellulari. “Un aspetto cruciale è fare in modo che la cellula esporti il composto in modo da poterlo elaborare in modo efficiente a valle”, spiega Nakatani.
“Ora si tratta di passare alla produzione industriale“, aggiunge. Continuano le modifiche al design delle cellule, il sistema ad alta produttività di NAGASE sta facilitando le ottimizzazioni in quanto valuta diverse migliaia di linee cellulari ogni settimana. L’azienda è in trattativa con aziende del settore alimentare, cosmetico e farmaceutico.
Fonte: Nature
