Ученые изучают биоактивные растительные соединения в качестве потенциальных противовоспалительных средств

В недавнем обзоре, опубликованном в Международный журнал молекулярных наукисследователи предоставляют обзор биоактивных растительных соединений как потенциальных противовоспалительных средств и процедур, связанных с их разработкой.

Изучать: От Буша до мозга: доклинические этапы открытия этноботанических противовоспалительных и нейропротекторных препаратов — пример Австралии. Изображение предоставлено: Сахарский принц / Shutterstock.com

Использование терапевтического потенциала тропических лесов

Учитывая их долгую географическую изоляцию от мира, тропические леса Австралии являются богатым источником лечебных трав, которые разрабатывались, несмотря на огромные экологические проблемы на протяжении многих лет. Тропический лес естественным образом богат вторичными продуктами метаболизма, которые требуют дальнейших исследований и проверки, чтобы их можно было использовать для лечения заболеваний и улучшения здоровья человека.

Сообщества аборигенов в Австралии являются ценными источниками для выявления новых потенциальных лекарственных средств для лечения различных инфекционных и неинфекционных заболеваний, включая заболевания, связанные с воспалением. Такие растения, как Мелалеука альтернативнолистная, Эвкалипт, Ангофора костата, Минимум многоножки, Ипомея козья лапка, Тиноспора смилацина, Фикус супротивный, Пассифлора зловещая, Эремофилаи Додонея вискознаяизвестны своей разнообразной флорой и высокой биотической нагрузкой.

Тропические леса, вероятно, производят более высокие концентрации и разновидности фармакологически активных растений, что делает эти регионы важным источником новых биологически активных соединений. Понимание сложных химических взаимодействий между растениями, животными и микробами в тропических лесах имеет решающее значение для выявления новых биологически активных соединений.

Терапевтический потенциал растений тропических лесов можно оценить по прошлым достижениям, таким как хинин, используемый для лечения малярии, тубокурарин в качестве мышечного релаксанта, кокаин в качестве местного анестетика и EBC-46 для уничтожения раковых клеток.

Открытие новых нутрицевтиков для лечения нейродегенеративных заболеваний

На нейродегенеративные заболевания влияет воспалительная нейротоксичность и активация микроглии, которые могут запускаться на центральном и локальном уровнях. Активированные клетки микроглии секретируют нейротоксические молекулы, такие как активные формы кислорода (АФК) и фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-альфа), которые повреждают соседние нейроны. Молекулы молекулярного паттерна, ассоциированные с повреждением (DAMP), которые активируют микроглию, высвобождаются поврежденными нейронами, что впоследствии приводит к дополнительной активации микроглии.

Лечение, направленное на хроническое нейровоспаление, было предложено в качестве модифицирующих заболевание различных нейродегенеративных расстройств, включая болезнь Альцгеймера (БА). Цитокинподавляющие противовоспалительные препараты (CSAID) и нутрицевтики могут быть лучшей альтернативой обычным нестероидным противовоспалительным препаратам (NSAID) для снятия боли и воспаления.

НПВП неэффективны при нейровоспалительных заболеваниях, поскольку не влияют на продукцию хемокинов и цитокинов в терапевтических концентрациях. Нутрицевтики, включая апигенин, куркумин, галлат эпигаллокатехина, докозагексаеновую кислоту, ресвератрол и альфа-липоевую кислоту, обладают противовоспалительными свойствами и считаются прототипами НПВП. Исследования на животных показали, что апигенин и куркумин оказывают противовоспалительное действие и проникают через гематоэнцефалический барьер.

Куркумин, основной куркуминоид в куркуме (Куркума длинная), ингибирует продукцию интерлейкина-6 (ИЛ-6), ФНО-α и оксида азота (NO) в микроглии. Исследования с использованием мышиных моделей глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) и IL-6 показывают, что куркумин может обратить вспять пагубные последствия хронической глиальной активации во время нейровоспаления и использоваться для лечения нейродегенеративных заболеваний. Несмотря на свою противовоспалительную активность, куркумин имеет ограниченную биодоступность и стабильность.

Традиционное использование в медицине и этноботанических исследованиях способствовало идентификации многочисленных биологически активных растений. Затем экстракты растений подвергают высокопроизводительному биологическому скринингу и очистке с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Рентгеновская кристаллография, спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и масс-спектрометрия также используются для определения структуры биоактивных химических веществ. Более того, эффективность биологически активные химические вещества оцениваются по в пробирке и жить эксперименты, моделирующие сложные взаимодействия внутри мозга.

Клеточные скрининговые анализы для изучения нейровоспаления

Макрофаги являются важными иммунными клетками и играют решающую роль в регуляции активации и пролиферации лимфоцитов. В исследованиях мышиные клеточные линии макрофагов, такие как RAW 264.7 и J774, обеспечивают удобный в пробирке модель для скрининга на наркотики, тем самым сокращая затраты и время.

Макрофаги привлекаются к чужеродным веществам через антитела и играют защитную роль в уничтожении захватчиков посредством фагоцитоза. Макрофаги также продуцируют цитокины, такие как ИЛ-3, ИЛ-4 и ИЛ-10, которые индуцируют пролиферацию и выработку коллагена.

Микроглия, иммунокомпетентные клетки центральной нервной системы, играет ключевую роль в защите головного мозга, действуя как поглотители мертвых клеток и иммунные эффекторные клетки. Эти клетки экспрессируют рецепторы распознавания образов (PRR) и толл-подобные рецепторы (TLR), тем самым влияя на врожденный иммунитет.

Одним из мощных стимулов, активирующих микроглию, является липополисахарид (LPS), лиганд TLR-4, который секретируется клетками микроглии N11 и BV-2. Иммортализованные клетки микроглии устраняют нагрузку на первичные культуры и обеспечивают надежную в пробирке модели для изучения воспаления головного мозга и скрининга лекарств. Модели воспаления на животных включают модели острого нейровоспаления, индуцированного липополисахаридами, и модели хронического воспаления на грызунах, такие как модели, основанные на иммунологической нагрузке, индуцированные токсинами и трансгенные модели GFAP IL-6.

Перспективы будущего

Судя по результатам обзора, тропические леса Австралии богаты лечебными растениями, которые эволюционировали, несмотря на экологические проблемы. В предыдущих исследованиях изучались сильнодействующие биоактивные и противовоспалительные химические вещества, полученные из растений, которые прошли структурную идентификацию, тестирование активности, нейрозащиту и проверку на мышиных моделях GFAP-IL6.

Необходимы дальнейшие исследования для оценки биоактивных соединений растительного происхождения в моделях нейровоспаления у мышей, прежде чем можно будет начать токсикологические оценки и исследования на людях.