Araştırmanın ilk yazarı olan Emory Üniversitesi lisansüstü öğrencisi Caitlin Risener, Güney Georgia’da uzun altın başak topluyor. SARS-CoV-2 virüsüne karşı etki aramak için botanik özlerin ilk büyük taraması olan çalışma, iki yaygın yabani bitkinin, COVID-19’un canlı hücrelere bulaşmasına neden olan virüsün yeteneğini engelleyen özler içerdiğini buldu. Kredi: Fotoğraf: Tharanga Samarakoon
SARS-CoV-2 virüsüne karşı etki aramak için botanik özlerin ilk büyük taraması.
İki yaygın yabani Emory Üniversitesi’nde yapılan bir araştırmaya göre bitkiler, COVID-19’a neden olan virüsün canlı hücreleri enfekte etme yeteneğini engelleyen özler içeriyor. Scientific Reports sonuçları yayınladı; bu, SARS-CoV-2 virüsüne karşı etki aramak için botanik özlerin ilk büyük taraması.
Laboratuvar yemek testlerinde, uzun altın başak (Solidago altissima) çiçeklerinden özler ve kartal eğrelti otunun (Pteridium aquilinum) rizomlarının her biri, SARS-CoV-2’nin insan hücrelerine girmesini engelledi.
Aktif bileşikler, bitkilerde yalnızca çok küçük miktarlarda bulunur. Araştırmacılar, insanların kendilerini onlarla tedavi etmeye çalışmasının etkisiz ve potansiyel olarak tehlikeli olacağını vurguladı. Aslında, kartal eğrelti otunun zehirli olduğu biliniyor, diye uyarıyorlar.
“Sürecin çok erken bir dönemindeyiz, ancak ekstraktlara karşı aktivite gösteren molekülleri belirlemek, izole etmek ve ölçeklendirmek için çalışıyoruz. Virüs, ”diyor çalışmanın kıdemli yazarı ve Emory Tıp Okulu Dermatoloji Bölümü ve İnsan Sağlığı Araştırma Merkezi’nde doçent olan Cassandra Quave. “Etkin bileşenleri izole ettikten sonra, güvenliklerini ve COVID-19’a karşı uzun vadeli ilaç potansiyellerini test etmeyi planlıyoruz.”
İlaç keşfi için güçlü bir araç
Quave bir etnobotanisttir ve geleneksel insanların bitkileri tıpta nasıl kullandıklarını araştırarak günümüz ilaçları için gelecek vadeden yeni adayları belirlemektedir. Laboratuvarı, dünyanın dört bir yanından toplanan bitkilerden elde edilen binlerce bitkisel ve mantarsal doğal ürünü içeren Quave Natural Product Library’nin küratörlüğünü yapıyor.
Caitlin Risener, Emory’nin Moleküler ve Sistem Farmakolojisi yüksek lisans programında doktora adayı ve Center for the Study of Human Health, mevcut makalenin ilk yazarıdır.
Uzun altın başak (Solidago altissima). Katkıda bulunan: Tharanga Samarakoon
İlaca dirençli bakteriyel enfeksiyonların tedavisi için potansiyel molekülleri belirlemeye yönelik önceki araştırmalarda Quave laboratuvarı, geleneksel insanların cilt iltihabını tedavi etmek için kullandığı bitkilere odaklanmıştı.{4 }
COVID-19’un yeni ortaya çıkan bir hastalık olduğu göz önüne alındığında, araştırmacılar daha geniş bir yaklaşım benimsedi. Quave Natural Product Library’den 1.800’den fazla ekstraktı ve 18 bileşiği SARS-CoV-2’ye karşı etkinlik açısından hızlı bir şekilde test etmek için bir yöntem geliştirdiler.
“Doğal ürünler kitaplığımızın güçlü bir araç olduğunu gösterdik. ortaya çıkan bir hastalık için potansiyel terapötiklerin araştırılmasına yardımcı olur, “diyor Risener. “Diğer araştırmacılar, bir dizi patojeni tedavi etmek için yeni ilaçlara yol açabilecek bitkiler ve mantarlar içindeki diğer yeni bileşikleri aramak için tarama yöntemimizi uyarlayabilir.”
Bir hücrenin yüzeyindeki kilitleri seçmek
{6 }SARS-CoV-2, konakçı hücrelerde ACE2 adı verilen bir proteine bağlanabilen spike proteine sahip bir RNA virüsüdür. Quave, “Viral başak proteini, ACE2 proteinini neredeyse kilide giren bir anahtar gibi kullanarak virüsün bir hücreye girip hücreyi enfekte etmesini sağlıyor,” diye açıklıyor.
Araştırmacılar virüs benzeri parçacıklarla deneyler tasarladılar, veya SARS-CoV-2’nin VLP’leri ve yüzeylerinde ACE2’yi aşırı ifade etmeye programlanmış hücreler. VLP’ler, bir COVID-19 enfeksiyonuna neden olmak için gereken genetik bilgiden çıkarıldı. Bunun yerine, bir VLP bir ACE2 proteinine bağlanıp bir hücreye girmeyi başarırsa, hücrenin mekanizmasını ele geçirerek floresan yeşil bir proteini etkinleştirecek şekilde programlanmıştır.
Bir petri kabındaki hücrelere bir bitki özü eklendi viral partikülleri tanıtmadan önce. Çanak üzerine bir flüoresan ışığı tutarak, viral parçacıkların hücrelere girip yeşil proteini aktive edip etmediğini çabucak belirleyebildiler.
Araştırmacılar, virüs girişine karşı koruma sağlayan özler için bir avuç isabet belirledi ve ardından en güçlü aktiviteyi gösterenlere odaklandı: Uzun altın başak ve kartal eğreltiotu.Antiviral geliştirmede bir dünya lideri olan Schinazi, en çok çığır açan HIV ilaçları üzerindeki öncü çalışmalarıyla tanınır.
Schinazi laboratuvarının daha yüksek biyogüvenlik derecelendirmesi, araştırmacıların iki bitki özünü bulaşıcı SARS-CoV kullanan deneylerde test etmesini sağladı. VLP’ler yerine -2 virüs. Sonuçlar, uzun altınbaşak ve kartal eğreltiotu özlerinin, SARS-CoV-2’nin canlı bir hücreye bağlanıp onu enfekte etme yeteneğini engelleme yeteneğini doğruladı.
“Sonuçlarımız, Quave, “bulaşıcı hastalıklara karşı yeni araçlar veya tedaviler bulmak için doğal ürün kitaplıkları” diyor.
Bir sonraki adım olarak, araştırmacılar, iki bitki özünün ACE2 proteinlerine bağlanmasını bloke etmesini sağlayan tam mekanizmayı belirlemek için çalışıyorlar.
Doğayla uygulamalı bir bağlantı
Risener için projenin en iyi yanlarından biri, kendisinin uzun altınbaşak ve kartal eğreltiotu örnekleri toplaması. Quave laboratuvarı, dünyanın dört bir yanından tıbbi bitkiler toplamanın yanı sıra, Güney Georgia’daki Joseph W. Jones Araştırma Merkezi’nin ormanlarına saha gezileri de yapıyor. Woodruff Vakfı, bir zamanlar güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri’ne hakim olan benzersiz uzun yapraklı çam ekosisteminin son kalıntılarından birinin korunmasına yardımcı olmak için merkezi kurdu.
“Bitkileri tespit etmek ve kazmak için doğaya gitmek harika,” Risener diyor. “Bu, farmakoloji alanında çok az yüksek lisans öğrencisinin yapabileceği bir şey. Tepeden tırnağa pislik içinde olacağım, yere diz çökeceğim ve heyecan ve mutlulukla parlayacağım.”
Ayrıca bitki özlerinin hazırlanmasına ve Emory Herbaryumu için örneklerin yerleştirilmesine yardımcı oluyor.
“Kendiniz bir numune toplayıp numuneleri kurutup sakladığınızda kişisel bir bağlantı kuruyorsunuz” diyor. “Bu, bir kişinin laboratuvarda size bir şişe bitki materyali verip ‘Bunu analiz edin’ demesinden farklı.”
Risener, mezun olduktan sonra doğal araştırmaları çevreleyen bilim politikası için sosyal yardım ve eğitim alanında bir kariyer umuyor. Bileşikler. Botanik bilimlerinden elde edilen daha ünlü ilaçlardan birkaçı arasında aspirin (söğüt ağacından), penisilin (mantarlardan) ve kanser tedavisi Taxol (porsuk ağacından) bulunur.
“Bitkiler, insanların kimyasal olarak o kadar karmaşık Risener, muhtemelen keşfedilmeyi bekleyen tüm botanik bileşikleri hayal edemedi” diyor. “Bitkilerin muazzam tıbbi potansiyeli, ekosistemleri korumanın önemini vurgulamaktadır.”
Referans: “Botanical inhibitörler of SARS-CoV-2 viral entry: a filogenetik bir bakış açısı”, yazan Caitlin J. Risener, Sunmin Woo, Tharanga Samarakoon , Marco Caputo, Emily Edwards, Kier Klepzig, Wendy Applequist, Keivan Zandi, Shu Ling Goh, Jessica A. Downs-Bowen, Raymond F. Schinazi ve Cassandra L. Quave, 23 Ocak 2023, Bilimsel Raporlar.
DOI: 10.1038/s41598-023-28303-x
Mevcut makalenin ortak yazarları şunları içerir: Sumin Woo, Tharanga Samarakoon, Marco Caputo ve Emily Edwards (Quave laboratuvarı ve Emory’s Center for the Study İnsan Sağlığı); Keivan Zandi, Shu Ling Goh ve Jessica Downs-Bowen (Schinazi laboratuvarı); Kier Klepzig (Joseph W. Jones Araştırma Merkezi); ve Wendy Applequist (Missouri Botanical Garden).
Makalenin finansmanı Marcus Vakfı, NIH tarafından finanse edilen AIDS Araştırma Merkezi ve NIH Ulusal Tamamlayıcı ve Bütünleştirici Sağlık Merkezi tarafından sağlandı.
.