Entdeckung eines Pilzes, der Morphin und Codein produziert 🍄

In einem Artikel, der in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, berichten iranische Forscher und ein Team der Université Laval von der Entdeckung einer mikroskopisch kleinen Pilzart, die Morphin und Codein produziert. Dieser Pilz soll Teil des Mikrobioms einer Mohnart sein, des Bracteaten-Mohns, der natürlich in der Türkei und im Iran wächst.


„Immer mehr Forschungsarbeiten zeigen, dass Pflanzen Pilze oder Bakterien beherbergen, sogenannte Endophyten, mit denen sie in Symbiose leben. Diese Endophyten sind gewissermaßen das Mikrobiom der Pflanzen“, erklärt einer der Autoren der Studie, Roger Levesque, Professor an der medizinischen Fakultät und Forscher am Institut für integrative und systemische Biologie (IBIS) der Université Laval.


Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, dass die Pilze, die in Pflanzen leben, latente Krankheitserreger seien. Im letzten Vierteljahrhundert haben Studien jedoch gezeigt, dass Endophyten und ihre Wirte vorteilhafte Beziehungen pflegen.

„Die Wirtspflanze schützt den Pilz und versorgt ihn mit lebenswichtigen Elementen. Im Gegenzug produziert der Pilz Moleküle, die das Wachstum der Pflanze fördern, ihre Widerstandsfähigkeit gegen Stress erhöhen oder ihre Abwehr gegen Krankheitserreger oder Insekten unterstützen“, fasst Professor Levesque zusammen.

Drei Mitglieder des IBIS haben sich mit iranischen Forschern zusammengetan, um die Endophyten von vier Mohnarten zu untersuchen, die im Iran in freier Wildbahn leben. Es sei daran erinnert, dass die Mohnfamilie Arten umfasst, die Alkaloide wie Morphin, Codein, Papaverin und Thebain produzieren, die in der Medizin verwendet werden.

Ihre Arbeit führte zur Isolierung von sechs Pilzstämmen, die Morphin und andere Opiate wie Codein produzieren. Dies ist die erste Studie, die die Produktion solcher Moleküle durch Endophyten beschreibt.


Einer dieser Pilze, der aus dem Bracteaten-Mohn isoliert wurde, ist eine neue Art namens Pithoascus kurdistanesis. Der Bracteaten-Mohn produziert Thebain, aber kein Morphin oder Codein.

„Endophyten haben sich seit Hunderten von Millionen Jahren gemeinsam mit ihrem Wirt entwickelt, was erklärt, warum sie nicht eliminiert werden“, erklärt Professor Levesque. „Die natürliche Selektion könnte Endophyten begünstigt haben, die Moleküle synthetisieren, die denen ähneln, die das Wachstum und das Überleben ihres Wirts fördern. Es ist auch möglich, dass diese Ähnlichkeit auf einem Genaustausch zwischen einem Endophyten und seinem Wirt beruht.“


Um festzustellen, ob P. kurdistanesis in vitro kultiviert werden kann, hat das Forschungsteam diesen Pilz in ein Medium mit gelösten Kartoffelkohlenhydraten gegeben. „Die Ergebnisse waren überzeugend“, berichtet Roger Levesque. „Wir haben 23 mg Morphin und 3 mg Codein pro Gramm produziertem Pilz erhalten. Das ist eine Ausbeute, die als sehr gut bezeichnet werden kann.“

Das Forschungsteam hat anschließend das gesamte Genom von P. kurdistanesis sequenziert. „Wir haben die Gene des Pilzes identifiziert, die für die Produktion von Morphin verantwortlich sind. Der nächste Schritt besteht darin, diese Gene in Bakterien einzubauen, die leicht in Bioreaktoren kultiviert werden können. Dann haben wir ein vollständiges und effizientes System, das zur Produktion von Morphin für medizinische Zwecke genutzt werden könnte.“

Die Erstautorin der in Scientific Reports veröffentlichten Studie, einer Zeitschrift der Nature Research-Gruppe, ist die Forschungsexpertin Sima Mohammadi, Mitglied des Teams von Roger Levesque. Zu den weiteren Autoren gehören Roger Levesque, Antony Vincent, Professor an der Fakultät für Agrar- und Ernährungswissenschaften der Université Laval, sowie ihre iranischen Kollegen Bahman Bahramnejad, Jafar Abdollahzadeh, Samaneh Bashiri, Mohammad Majdi und Jalal Soltani.

Quelle: Université Laval