Biotechnologia w konopiach: edycja genów, klony in vitro i Argentyna

Biotechnologia daje branży konopnej narzędzia do tworzenia nowych odmian i leków opartych na dowodach: edycję genów (np. CRISPR), rozmnażanie in vitro, czyli mikropropagację, i precyzyjną kontrolę jakości. W Argentynie widać to na dwóch przykładach: produkcji oleju medycznego w prowincji Misiones i startupie Cálice Biotech, który twierdzi, że wyłączył w laboratorium gen odpowiedzialny za THC. W momencie pisania badania nad medycznymi konopiami w obu Amerykach rosły w siłę, korzystając ze zmian w przepisach i czekając na kluczową ocenę Światowej Organizacji Zdrowia (WHO).

Pytanie brzmi: jak biotechnologia i marihuana mogą współpracować, żeby powstawała genetyka z wszystkimi zaletami i jakością, których szukają growerzy? O tym, jak obie dziedziny mogą się nawzajem napędzać, piszemy poniżej.

Co to jest biotechnologia?

Biotechnologia to zestaw technik, które wykorzystują żywe komórki, kultury tkankowe albo cząsteczki pochodzące z organizmów, np. enzymy, żeby uzyskać lub zmienić produkty, ulepszyć rośliny czy zwierzęta albo opracować mikroorganizmy do konkretnych zadań.

Te technologie opierają się na organizmach żywych i procesach biologicznych, takich jak fermentacja, wykorzystanie enzymów czy produkcja białek rekombinowanych. Biotechnologia stoi na wiedzy z biologii molekularnej i genetyki i daje narzędzia do zrównoważonego rozwoju w rolnictwie, rybołówstwie, leśnictwie i przemyśle spożywczym.

Dobrze połączona z innymi technologiami produkcji żywności, płodów rolnych i usług, biotechnologia staje się ważnym narzędziem, żeby wykarmić rosnącą populację.

Jak biotechnologia wpływa na jakość i moc konopi?

Przykład Misiones

Argentyńska prowincja Misiones wyrasta na lidera w produkcji oleju z konopi do celów medycznych, m.in. dzięki temu, że produkt ma bardzo dobrą identyfikowalność.

Prowincja słynie z nowoczesnej infrastruktury i sprzętu, a równolegle z uprawą prowadzi ciągłe badania. W momencie pisania Biofábrica, czyli państwowy zakład biotechnologiczny, uprawiała ponad 10 hektarów konopi pod gołym niebem (outdoor) i podobną powierzchnię w kontrolowanych warunkach (indoor). W grudniu 2022 roku ruszyły pierwsze dostawy próbek oleju przeznaczonego do leczenia konkretnych chorób.

Jak biotechnologia pomaga kontrolować jakość oleju?

Rząd Misiones, Biofábrica i firma MisioPharma współpracują, żeby uczynić z prowincji lidera w produkcji oleju z konopi. Sięgnęli wtedy po nową w regionie argentyńską technologię do kontroli jakości produktu medycznego: chromatograf, który pozwala produkować olej według najwyższych standardów i pod ścisłą kontrolą.

Samira Almirón, inżynier chemik z zespołu młodych specjalistów MisioPharmy, tłumaczy: „To najnowsza technologia. Dzięki wysokosprawnej chromatografii cieczowej pozwala zidentyfikować składniki od surowca aż po produkt końcowy, czyli olej, i poznać stężenie zarówno w produkcie pośrednim, jak i gotowym”.

Cálice Biotech: lepsza genetyka konopi

W argentyńskiej branży wyróżnia się projekt dwóch biotechnologów, absolwentów uczelni UNSAM, Ramiro Olivery i Estebana Hernando, oraz Alejandra Germe, ekonomisty specjalizującego się w finansach i strategii startupów.

Olivera wpadł na pomysł w 2017 roku, kiedy prawo w Argentynie mocno ograniczało uprawę konopi. W 2019 roku dołączył Hernando jako doradca ds. rozwoju technologii. W maju 2021 roku powstało Cálice Biotech, a w lutym 2022 roku firma dostała od argentyńskiego Ministerstwa Zdrowia zgodę na działalność w laboratoriach Szkoły Nauki i Technologii (ECyT) UNSAM.

Cálice przedstawia się jako platforma biotechnologii roślin skupiona na ulepszaniu genetyki konopi. Jej model biznesowy to rozwiązania dla firm i banków nasion w Argentynie i na świecie.

W medycynie chcą tworzyć nowe odmiany konopi do terapii tam, gdzie zwykłe leki nie działają. Pracują też nad zastosowaniami przemysłowymi i ogrodniczymi. W momencie pisania wspólnicy mieli finansowanie od lokalnych inwestorów i rozmawiali z jednym zagranicznym.

Co z genetyką konopi w Argentynie?

Globalny rynek konopi mocno rośnie: prognozy w momencie pisania mówiły o 42,7 mld dolarów w 2024 roku. W Argentynie Sekretariat Produkcji Ministerstwa Gospodarki szacował, że do 2025 roku sektor osiągnie 500 mln dolarów rocznej sprzedaży i da 10 000 miejsc pracy.

Prawny limit 0,3% THC dla roślin Cannabis sativa ogranicza uprawę na cele przemysłowe. Cálice twierdzi, że w skali laboratoryjnej wyłączył inżynierią genetyczną gen, który odpowiada za produkcję THC, i że jest jedną z pierwszych firm na świecie, którym się to udało.

Tworzenie nowych odmian konopi wymaga też bioinformatyki, fenomiki i kultur tkankowych. Fenomika bada zachowanie uprawy, mierząc wiele parametrów, a kultury tkankowe, czyli mikropropagacja, są niezbędne do edycji genów i służą jako technika produkcji i odkażania roślin.

Mikropropagacja to zaawansowana metoda klonowania: nowe rośliny wyrastają z małych fragmentów tkanki roślinnej dzięki regulatorom wzrostu i specjalnym pożywkom.

Transgeneza czy CRISPR: stara i nowa biotechnologia

W momencie pisania na rynku była tylko jedna taka odmiana konopi: transgeniczna, opracowana w Stanach Zjednoczonych. Transgeneza polega na wprowadzeniu do genomu rośliny obcych genów, żeby nadać jej cechy, których wcześniej nie miała.

Ponieważ powstaje w ten sposób nowy organizm, który nie mógłby pojawić się w naturze, badania potrzebne do dopuszczenia go do obrotu są bardzo dokładne: trwają 15–20 lat i kosztują ponad 50 mln dolarów.

Transgeneza jest starsza niż CRISPR, precyzyjne „molekularne nożyczki”, które skracają czas pracy i obniżają koszty dopuszczenia, bo nie zostawiają śladów w genomie zmodyfikowanego organizmu.

Żeby wyłączyć konkretny gen, samo CRISPR jednak nie wystarczy: trzeba jeszcze wiedzieć, który gen edytować. W konopiach to mniej więcej 40 000 możliwości. I tu właśnie liczy się interdyscyplinarne podejście Cálice i innych firm.