קנביס נטול קנביס

הוא משמש כבר אלפי שנים לייצור סמים כגון מריחואנה וחשיש, ובעשורים האחרונים אנו עדים יותר ויותר גם לתרומה הרפואית של חומרים המצויים בו. . שוק הקנביס הרפואי מגלגל מיליארדי דולרים בשנה ונחשב לאחד התחומים החמים ביותר בתעשייה. אין לכן פלא שנעשים כיום מחקרים ביו-רפואיים רבים על צמח הקנביס והחומרים הפעילים שבו (קנבינואידים), ,כגון טטרהידרוקנבינול (THC) וקנבידיאול (CDB). מחקר חדש מעלה את האפשרות לוותר לגמרי על צמח הקנביס עצמו, ולייצר את כל החומרים האלו, בצורה נקייה ופשוטה יחסית, על ידי שמרים.

הקנביס הוא גידול חקלאי רפואי, שנתון לאותם קשיים כמו גידולים חקלאים רבים, ובנוסף גם לרגולציות של תעשיית הפארמה. נדרשים למשל כארבעה חודשים של גידול הצמח עד שמתקבלת התפרחת, ויש להפריד בין הצמחים הנקביים לזכריים, שכן רק הנקבות מייצרות את התפרחות עם החומרים הפעילים. הגידולים צריכים להיות ללא חומרי הדברה, ועל כן נתונים יותר לסכנת מזיקים. בנוסף' לצמח יש עשרות זנים וכל זן מייצרים חומרים פעילים שונים במקצת ובכמויות אחרות - לכן חולים מקבלים מרשם לזן מסוים, והוא אינו בהכרח זמין תמיד. כל הקשיים הללו עלולים לפגוע בסופו של דבר בחולים.

גם מיצוי החומרים הפעילים מהצמח קשה מאוד - ולכן הצרכנים מקבלים את התפרחות עצמן, או תפרחות מומסות בשמן זית או שמן צמחי אחר שנקראות "שמן קנביס", ולא תרופה בכדור. לבסוף, הניסיון לייצר באופן מלאכותי את החומרים הפעילים התגלה כמסובך ביותר, בשל מורכבותם הכימית. חומרים המוצגים כ"קנבינואידים מלאכותיים" הם בעצם סמים שונים כימית שפעילותם דומה לזו של חלק מהקנבינואידים, והם נחשבים מסוכנים ובלתי חוקיים.

שמרים כמפעלי קנבינואידים

בשל הקשיים הרבים בייצור קנבינואידים החליטה קבוצת המחקר של ג'יי קיסלינג (Keasling) מאוניברסיטת קליפורניה להטיל את המשימה על אורגניזם פשוט יותר – שמר האפייה. מדובר בפטרייה חד-תאית שמשמש את האנושות מזה אלפי שנים לייצור לחם, בירה ויין. לשמרים יש יתרונות רבים: קל לגדל אותם בתרביות, הם מתרבים במהירות – בתנאים אופטימליים הם יתחלקו כל שעה וחצי – וקל מאוד לעשות בהם שינויים גנטיים.

במחקר הנוכחי, שפורסם בכתב העת Nature, הכניסו קיסלינג וקבוצתו לשמר האפייה את מכלול הגנים האחראים על הייצור של החומרים הפעילים העיקריים של צמח הקנביס: THC ו-CBD. תחילה הם הכניסו גנים של קנביס שתפקידם להפוך סוכר פשוט (גלקטוז) לחומצה אוליבטולית – תוצר הביניים שממנו הצמח מייצר בהמשך THC ו-CBD. לאחר שהשלב הזה עבר בהצלחה הם נתקלו בקשיים, שכן הגן הבא בשרשרת, שהופך חומצה אוליבאולית לחומצה קנביגרולית, לא פעל בשמרים כצפוי.

קיסלינג ועמיתיו בדקו שישה גנים אחרים של קנביס, ושלושה גנים דומים מצמח הכשות (קרוב משפחה של הקנביס שנמצא בשימוש בתעשיית הבירה). מבין תשעת הגנים רק אחד, שהגיע מהקנביס, הביא לכך שהשמרים ייצרו את תוצר הביניים הבא בתהליך. לאחר מכן הכניסו החוקרים לשמר גנים שהפכו את החומצה הקנביגרולית ל-THC ו-CBD, והמשימה הושלמה בהצלחה.

החוקרים הלכו עוד צעד אחד קדימה, והוסיפו לתרבית השמרים חומצות שומן שגרמו לשמרים לייצר תוצרי THC שונים מעט מאלה הטבעיים. הם מקווים שהתוספת תגדיל את טווח היעילות הרפואית של הקנבינואידים או תשנה אותו. חלק מהתוצרים אף נשאו תכונות שאיפשרו שינויים נוספים באמצעים כימיים – וכך פתחו דרך לסינתזה פשוטה יחסית של תוצרי קנביס לא-טבעיים חדשים למטרות רפואיות.

המטרה העיקרית של המחקר הנוכחי היא לאפשר ייצור קל, פשוט ומהיר של החומרים הפעילים העיקריים של צמח הקנביס. ייצור תעשייתי שלהם יוזיל את העלויות ויאפשר לפתח תרופות שלא יאלצו את החולים לעשן פרחי קנביס או לאפות אותם. התרופות יהיו במינונים מדויקים ואחידים, ופיתוח של תוצרי קנביס לא טבעיים יוכלו להעשיר את הטיפול במגוון מחלות.

קיסלינג וכמה מהמחברים הנוספים כבר ייסדו חברה בשם דמטריקס, שתעסוק בפיתוח וייצור ביו-הנדסי של חומרים טבעיים כגון קנבינואידים. המחקר הנוכחי יסלול את הדרך גם לייצור ביו-הנדסי של מוצרים נוספים.