Traditionella medicinalväxter har värderats genom åren för att ge insikt i en rad sjukdomar.Men att isolera specifika effektiva molekyler från miljön av föreningar som utgör de flesta växtarter kan vara en skrämmande uppgift.Nu har forskare vid University of Toyama, Japan, utvecklat en metod för att isolera och identifiera aktiva föreningar i växtmedicin.
Ny data – publicerad nyligen i Frontiers in Pharmacology i en artikel med titeln "En systematisk strategi för att upptäcka ett terapeutiskt läkemedel för Alzheimers sjukdom och dess målmolekyl", visa att en ny teknik identifierar flera aktiva föreningar från Drynaria rhizome, en traditionell växtmedicin, som förbättrar minnet och minskar sjukdomsegenskaper i en musmodell av Alzheimers sjukdom.
Vanligtvis kommer forskare upprepade gånger att screena råa växtmediciner i labbexperiment för att se om några föreningar visar en effekt på celler som odlats in vitro.Om en förening visar en positiv effekt i celler eller provrör, kan den potentiellt användas som ett läkemedel, och forskarna fortsätter att testa det på djur.Denna process är dock mödosam och tar inte hänsyn till förändringar som kan hända med läkemedel när de kommer in i kroppen - enzymer i blodet och levern kan metabolisera läkemedel till olika former som kallas metaboliter.Dessutom är vissa delar av kroppen, såsom hjärnan, svåra att komma åt för många läkemedel, och endast vissa läkemedel eller deras metaboliter kommer in i dessa vävnader.
"Kandidatföreningarna som identifieras i traditionella läkemedelsscreeningar av växtläkemedel är inte alltid verkliga aktiva föreningar eftersom dessa analyser ignorerar biometabolism och vävnadsfördelning", förklarade senior studieutredare Chihiro Tohda, Ph.D., docent i neurofarmakologi vid University of Toyama ."Så, vi hade som mål att utveckla mer effektiva metoder för att identifiera autentiska aktiva föreningar som tar hänsyn till dessa faktorer."
I studien använde Toyama-teamet möss med en genetisk mutation som en modell för Alzheimers sjukdom.Denna mutation ger mössen vissa egenskaper hos Alzheimers sjukdom, inklusive minskat minne och en uppbyggnad av specifika proteiner i hjärnan, så kallade amyloid- och tau-proteiner.
"Vi rapporterar en systematisk strategi för att utvärdera de bioaktiva kandidaterna i naturläkemedel som används för Alzheimers sjukdom (AD)," skrev författarna."Vi fann att Drynaria rhizom kunde förbättra minnesfunktionen och förbättra AD-patologier hos 5XFAD-möss.Biokemisk analys ledde till identifieringen av de bioeffektiva metaboliter som överförs till hjärnan, nämligen naringenin och dess glukuronider.För att utforska verkningsmekanismen kombinerade vi den läkemedelsaffinitetskänsliga målstabiliteten med immunoutfällning-vätskekromatografi/masspektrometrianalys, vilket identifierade kollapsinsvarsmediatorprotein 2 (CRMP2)-proteinet som ett mål för naringenin."
Forskarna fann att växtextraktet minskade minnesstörningar och nivåer av amyloid- och tau-proteiner i mushjärnor.Dessutom undersökte teamet musens hjärnvävnad fem timmar efter att de behandlat mössen med extraktet.De fann att tre föreningar från växten hade kommit in i hjärnan - naringenin och två naringeninmetaboliter.
När forskarna behandlade mössen med rent naringenin, märkte de samma förbättringar i minnesbrist och minskningar av amyloid- och tau-proteiner, vilket antydde att naringenin och dess metaboliter troligen var de aktiva föreningarna i växten.De hittade ett protein som heter CRMP2 som naringenin binder till i neuroner, vilket får dem att växa, vilket tyder på att detta kan vara mekanismen genom vilken naringenin kan förbättra symtomen på Alzheimers sjukdom.
Forskarna är optimistiska om att den nya tekniken kan användas för att identifiera andra behandlingar."Vi använder den här metoden för att upptäcka nya läkemedel för andra sjukdomar som ryggmärgsskada, depression och sarkopeni," noterade Dr. Tohda.
Posttid: 2022-mars