Framtagande av hemjärn-berikat 'functional foods' för att förebygga och bota järnbristanemi (HemI-EFF)

Målet med vårt projekt är att effektivt och i stora mängder producera växthemoglobiner (PHbs) i Nicotiana benthamiana och probiotiska bakterier. PHbs kan sedan användas för att förebygga och lindra järnbristanemi (IDA) hos människor.

IDA är den enda bristsjukdom som finns i alla jordens länder och är en av de allra vanligaste näringsbristsjukdomarna som drabbar cirka 2 miljarder människor. Även om hemjärn (hem-Fe) från rött kött kan absorberas mycket effektivt i människans mag-och-tarmkanal, så begränsas konsumtionen av hem-Fe av flera faktorer, t.ex. pris, personliga preferenser, religion eller kulturella skäl. Dessutom visar nyare medicinska studier ett starkt samband mellan hög konsumtion av köttprodukter och ökad risk för allvarliga sjukdomar som cancer eller hjärt- och kärlsjukdomar. Världens köttproduktion är också ohållbar ur ett klimatperspektiv eftersom boskap släpper ut enorma mängder växthusgaser. Istället används oorganiskt järn (Fe) i stor utsträckning för att minska IDA genom oralt intag av Fe-salter. Långvarig användning av oralt Fe-tillskott ger dock ofta upphov till biverkningar, som magsmärtor, illamående, diarré, kräkningar och förstoppning.

Därför finns det ett stort behov av att i närtid utveckla en mer hållbar produkt, av vegetabiliskt ursprung, som också ger ett mycket mindre avtryck på vår miljö. Växtbaserade Hem-Fe-produkter är därför ut hållbarhetssynpunkt mycket önskvärda och lämpliga som Heme-Fe-källa. I det projekt vi föreslår har vi satt ihop ett högkompetent team där vårt mål är att producera PHbs genom kombinatoriskt överuttryck i växter och i probiotiska bakterier. I ett preliminärt experiment har vi redan lyckats öka nivån av hem-Fe-produktionen i Nicotiana benthamiana 40-faldigt genom att rikta syntesen av växtglobiner in i flera olika organeller och vi vill nu ytterligare öka Fe-produktionen genom ett individuellt eller kombinerat överuttryck av viktiga gener i PHbs biosyntetisk väg, samtidigt som vi också överuttrycker globiner. Sedan vill vi extrahera och rena PHbs i en form användbar som Fe-tillskott eller som en beståndsdel i växtbaserad mat.

Parallellt uttrycker vi PHbs i den hemproducerande probiotiska bakterien Bacillus coagulans med syfte att även utveckla en probiotisk men växtbaserad produkt som kan användas för behandling av IDA. Vi kommer också att bestämma biotillgängligheten av renade PHbs och även av PHB-producerande probiotika med hjälp av en in vitro-analys baserad på en human epitelcellinje (Caco-2). Även Fe-upptag i mag-tarmkanal från mus kommer att användas för motsvarande analyser.