znanost 8.9.2015 10:56

Uporaba elektroporacije sega od zdravljenja raka do sadnih sokov

piše Mitja Volčanšek

Portorož, 8. septembra - Elektroporacija, s katero preko električnih pulzov nadzorovano spremenimo prepustnost celične membrane, ima številne neposredne aplikacije, od zdravljenja raka do izboljšanja varnosti hrane, z napredkom znanosti pa se vse bolj množijo tudi načini uporabe te tehnologije, pravi Damijan Miklavčič z ljubljanske fakultete za elektrotehniko.

Portorož.
Začetek svetovnega kongresa o elektroporaciji v biologiji in medicini ter na temo hrane in okoljskih tehnologij, na katerem sodelujejo raziskovalci iz 42 držav.
Foto: Mitja Volčanšek/STA

Portorož.
Začetek svetovnega kongresa o elektroporaciji v biologiji in medicini ter na temo hrane in okoljskih tehnologij, na katerem sodelujejo raziskovalci iz 42 držav.
Foto: Mitja Volčanšek/STA

Portorož.
Začetek svetovnega kongresa o elektroporaciji v biologiji in medicini ter na temo hrane in okoljskih tehnologij, na katerem sodelujejo raziskovalci iz 42 držav.
Foto: Mitja Volčanšek/STA

Portorož.
Začetek svetovnega kongresa o elektroporaciji v biologiji in medicini ter na temo hrane in okoljskih tehnologij, na katerem sodelujejo raziskovalci iz 42 držav.
Foto: Mitja Volčanšek/STA

Elektroporacija je fenomen, s katerim opišemo spremembe na ravni celične membrane, ki jih dosežemo z električnimi pulzi visokih napetosti in pri katerih na nadzorovan način spremenimo prepustnost celične membrane, da lahko v celico kaj vnesemo ali pridobimo iz nje, je ob robu prvega svetovnega kongresa o elektroporaciji, ki te dni poteka v Portorožu, za STA pojasnil predstojnik Laboratorija za biokibernetiko na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani Damijan Miklavčič.

V primeru genske terapije se tako preko elektroporacije denimo v celico vnese določen gen, ki bo zmožen proizvajati določene proteine.

Aplikacije elektroporacije segajo na zelo različna področja. O tem priča že sam naslov dogodka, torej Svetovni kongres o elektroporaciji v biologiji in medicini ter na temo hrane in okoljskih tehnologij, čigar pobudnik je bil sam Miklavčič. V Sloveniji so uspeli v tem tednu zbrati okoli 400 udeležencev iz 42 držav in vseh celin, nad udeležbo pa je predstojnik laboratorija za biokibernetiko zelo zadovoljen, saj si kongres tako dejansko zasluži ime svetovni.

S samim naslovom pa so morali zaobjeti več manjših, med seboj nepovezanih združenj z različnih področij. "Tradicionalno se električni pulzi visokih napetosti, ki povzročijo elektroporacijo membrane, uporabljajo na področju medicine, in to je že dosti dobro afirmirano, tako v kombinaciji s kemoterapijo kot tudi brez," navaja Miklavčič.

Na področju živilstva se elektroporacija uporablja zlasti pri t.i. nežni pasterizaciji tekoče hrane, kot so mleko in sokovi. S tovrstno obdelavo namreč ni potrebno uporabiti visokih temperatur, ki so pri navadni pasterizaciji običajne, a poleg mikrobov uničijo tudi razne encime in vitamine.

Bolj kot znanost napreduje, se veča tudi razumevanje in posledično se širi uporaba te tehnologije, dodaja Miklavčič. Tako denimo proizvajalci vina ugotavljajo, da lahko z elektroporacijo prej pridejo do polifenolov in drugih snovi ter tako skrajšajo sicer dolgotrajen proces maceracije.

"Drug primer je pri pridobivanju sladkorja iz sladkorne pese, kjer potrebujemo ogromno energije za stiskanje in predhodno gretje," pojasnjuje sogovornik. Z elektroporacijo je mogoče porabo energije za pridobivanje sladkorja zmanjšati tudi za 200-krat, kar je zelo pomembno zlasti v času, ko se poudarja zeleno ekonomijo, ter čim boljši izrabo energije in surovin.

V medicini so z elektrokemoterapijo, torej kombinacijo elektroporacije z nekaterimi kemoterapijami, ki imajo znotrajcelično tarčo, pa ne morejo prehajati membrane, začeli že v zgodnjih 90. letih, leta 2006 pa na trg prišla prva naprava za klinično rabo, se spominja Miklavčič. V Sloveniji so bili na tem področju vseskozi v prvih vrstah, v nekaterih primerih pa so celo orali ledino, kot v primeru zdravljenja globlje ležečih tumorjev. Po drugi strani pa je medicina še vedno konservativna in to tehnologijo v Evropi uporablja vsega skupaj le okoli 150 kliničnih centrov oz. onkoloških oddelkov.

Bolj pa se ti postopki "prijemajo" na področju živilske tehnologije. Tako je v Velik Britaniji, Nemčiji in na Nizozemskem denimo že moč dobiti t.i. blago pasterizirane sokove, kar označuje sokove, pasterizirane z elektroporacijo.

Velik hit je po Miklavčičevih besedah tudi elektroporacija za obdelavo svežega krompirja, namenjenega za ocvrt krompirček. S to tehnologijo krompir namreč postane mehkejši in se ga lažje reže, noži pa zdržijo dalj časa. Poleg tega krompir na robu nima razpok, tako da olje pri cvrtju ne vdira vanje, proizvajalci pa posledično privarčujejo tudi deset in več odstotkov olja.