Традиционные растительные лекарства используются людьми в течение долгого времени, и эти методы лечения до сих пор популярны во многих странах. Растения обычно содержат огромное количество соединений, многие из которых не действуют на организм, а некоторые могут оказывать значительное воздействие.
Если лекарственное средство для растений демонстрирует терапевтический эффект, ученые заинтересованы в выделении и идентификации соединений, вызывающих этот эффект, чтобы увидеть, можно ли их использовать в качестве новых лекарств.
Во многих случаях ученые неоднократно проверяют сырые растительные лекарственные средства в лабораторных экспериментах, чтобы увидеть, проявляют ли какие-либо соединения определенный эффект на клетки, выращенные в чашке, или в бесклеточных анализах.
Если соединение демонстрирует положительный эффект в клетках или пробирках, его потенциально можно использовать в качестве лекарства, и ученые продолжают тестировать его на животных. Однако этот процесс требует много работы и не учитывает изменения, которые могут произойти с лекарствами, когда они попадают в организм — ферменты в крови и печени могут метаболизировать лекарства в различные формы, называемые метаболитами. Кроме того, некоторые области тела, такие как мозг, труднодоступны для многих лекарств, и только определенные лекарства или их метаболиты попадают в эти ткани.
«Соединения-кандидаты, идентифицированные в традиционных лабораторных скринингах лекарственных средств для растений, не всегда являются настоящими активными соединениями, потому что эти анализы игнорируют биометаболизм и тканевое распределение», — объясняет Чихиро Тохда, старший автор недавнего исследования, опубликованного в Frontiers in Pharmacology. «Итак, мы стремились разработать более эффективные методы идентификации подлинных активных соединений, которые учитывают эти факторы."
Ученые были заинтересованы в обнаружении активных соединений для лечения болезни Альцгеймера в Drynaria Rhizome, традиционном лекарственном средстве для растений. Они использовали мышей с генетической мутацией в качестве модели болезни Альцгеймера.
Эта мутация придает мышам некоторые характеристики болезни Альцгеймера, в том числе снижение памяти и накопление в головном мозге определенных белков, называемых амилоидными и тау-белками. Это означает, что мыши — полезный инструмент для тестирования потенциальных методов лечения болезни Альцгеймера.
Первоначально исследователи измельчали растение и лечили мышей перорально, используя этот неочищенный растительный экстракт.
Они обнаружили, что обработка растений снижает нарушения памяти и снижает уровень амилоида и тау-белков в их мозгу. На ключевом этапе команда затем исследовала ткань мозга мыши, где требуется лечение, через 5 часов после того, как они обработали мышей экстрактом. Они обнаружили, что три соединения растения попали в мозг — это соединение, называемое нарингенином, и два метаболита нарингенина.
Затем исследователи обработали мышей чистым нарингенином и заметили такие же улучшения дефицита памяти и снижение амилоидных и тау-белков, что означает, что нарингенин и его метаболиты, вероятно, были активными соединениями в растении. Они обнаружили белок под названием CRMP2, с которым нарингенин связывается в нейронах, что вызывает их рост, предполагая, что это может быть механизмом, с помощью которого нарингенин может улучшить симптомы болезни Альцгеймера.
Команда надеется, что эту технику можно будет использовать для определения других методов лечения. «Мы применяем этот метод для открытия новых лекарств от других заболеваний, таких как травма спинного мозга, депрессия и саркопения», — объясняет Тохда.