PLOS ONE публикует исследование экстракта листьев каштана, богатого производными урсена и олеанена, который блокирует вирулентность и патогенез Staphlococcus aureus без заметной устойчивости.
Использование листьев каштана в традиционных народных средствах послужило вдохновением для исследования, проведенного Кассандрой Куаве, этноботаником из Университета Эмори.
«Мы определили семейство соединений этого растения, обладающих интересным лечебным механизмом», – говорит Квэйв. "Этот ботанический экстракт не убивает стафилококк, а убирает его оружие, по существу блокируя способность бактерий создавать токсины, вызывающие повреждение тканей. Другими словами, он избавляет зубы от укусов бактерий."
Открытие имеет потенциал для новых способов как лечения, так и профилактики инфекций, вызываемых метициллин-устойчивым штаммом S. aureus или MRSA, не подпитывая растущую проблему лекарственно-устойчивых патогенов.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, устойчивые к антибиотикам бактерии ежегодно вызывают не менее двух миллионов заболеваний и 23000 смертей в США.
Инфекции MRSA приводят ко всем: от легкого раздражения кожи до смертельного исхода. Развивающиеся штаммы этой «супер-бактерии» представляют опасность как для пациентов больниц с ослабленной иммунной системой, так и для молодых, здоровых спортсменов и других людей, находящихся в тесном физическом контакте.
«Мы продемонстрировали в лаборатории, что наш экстракт обезоруживает даже гипервирулентные штаммы MRSA, способные вызывать серьезные инфекции у здоровых спортсменов», – говорит Квэйв. «В то же время экстракт не нарушает нормальные, здоровые бактерии на коже человека.
Все дело в восстановлении баланса."
Куаве, изучающий взаимодействие людей и растений – специальность, известная как этноботаника, – работает на факультете Центра изучения здоровья человека Эмори и кафедры дерматологии Медицинской школы Эмори. Она увлеклась этноботаникой еще на бакалавриате в Эмори.
В течение многих лет она и ее коллеги исследовали традиционные средства лечения сельских жителей Южной Италии и других частей Средиземноморья. «Я твердо чувствовала, что люди, которые отвергали традиционные лечебные растения как лекарства, потому что они не убивают патогены, не задавали правильных вопросов», – говорит она. "Что, если эти растения играют какую-то другую роль в борьбе с болезнью??"
Сотни полевых интервью привели ее к европейскому каштану Castanea sativa. «Местные жители и целители неоднократно рассказывали нам, как они заваривают чай из листьев каштана и промывают им кожу для лечения кожных инфекций и воспалений», – говорит Квэйв.
Для текущего исследования Quave объединился с Александром Хорсвиллом, микробиологом из Университета Айовы, чья лаборатория специализируется на создании инструментов для использования в открытии лекарств, таких как светящиеся в темноте штаммы стафилококка.
Исследователи погрузили листья каштана в растворитель, чтобы извлечь их химические ингредиенты. «Вы разделяете сложную смесь химических веществ, содержащихся в экстракте, на более мелкие партии с меньшим количеством химических ингредиентов, проверяете результаты и продолжаете оттачивать ингредиенты, которые являются наиболее активными», – объясняет Квэйв. "Это методичный процесс, требующий много времени на скамейке запасных.
Студенты Эмори проделали большую часть работы, чтобы получить опыт в методах химического разделения."
В результате был получен экстракт 94 химических веществ, из которых наиболее активными являются соединения на основе урсена и олеанена.
Тесты показали, что этот экстракт подавляет способность бактерий стафилококка общаться друг с другом, этот процесс известен как определение кворума. MRSA использует эту сигнальную систему, определяющую кворум, для производства токсинов и увеличения своей вирулентности.
«Мы смогли проследить пути в лаборатории, показав, как наш ботанический экстракт блокирует восприятие кворума и полностью отключает выработку токсинов», – говорит Куаве. «Многие фармацевтические компании работают над разработкой моноклональных антител, нацеленных только на один токсин. Это более интересно, потому что мы показали, что с помощью этого экстракта мы можем отключить весь каскад, ответственный за производство различных токсинов."
Разовая доза экстракта в 50 микрограмм очистила кожные поражения MRSA у лабораторных мышей, остановив повреждение тканей и повреждение эритроцитов.
Экстракт не теряет активности и не становится устойчивым даже после двух недель многократного воздействия. И тесты на клетках кожи человека в лабораторной посуде показали, что растительный экстракт не вредит клеткам кожи или нормальной микрофлоре кожи.
Управление трансфера технологий Эмори подало патент на открытие уникальных свойств растительного экстракта. Исследователи проводят дальнейшее тестирование отдельных компонентов экстракта, чтобы определить, работают ли они лучше в комбинации или по отдельности.
"Теперь у нас есть смесь, которая работает", – говорит Квэйв. «Наша цель – усовершенствовать его до более простого соединения, которое могло бы рассматриваться FDA в качестве терапевтического агента."
Возможные варианты использования включают профилактический спрей для футбольных площадок или другого спортивного оборудования; профилактические покрытия для медицинских устройств и продуктов, таких как тампоны, которые создают благоприятную среду для роста MRSA; и как лечение инфекций MRSA, возможно, в сочетании с антибиотиками.
«Легко отвергнуть традиционные лекарства как сказки старых жен только потому, что они не атакуют и не убивают болезнетворные микроорганизмы», – говорит Квэйв. "Но есть еще много способов помочь вылечить инфекции, и нам нужно сосредоточить внимание на них в эпоху лекарственно-устойчивых бактерий."