Малярия является одним из самых серьезных инфекционных заболеваний в мире и ежегодно поражает более 200 миллионов человек. Ученые Университета Осло исследовали кору двух африканских деревьев и обнаружили вещества, способные убивать как комаров-переносчиков малярии, так и самого паразита.
Народные целители в Западной Африке в течение многих лет использовали экстракты коры двух деревьев семейства цитрусовых (Rutaceae) для лечения малярии, которая является широко распространенным заболеванием в регионе и ежегодно убивает сотни тысяч людей во всем мире. год. Исследователи из Фармацевтической школы Университета Осло в Норвегии показали, что кора деревьев содержит вещества, которые убивают не только малярийного паразита, но и комаров, переносящих болезнь.
Этот проект начался в 2011 году, когда к нам обратился энтомолог Бертин Миколо фра Мариен Нгуаби из Университета в столице Республики Конго Браззавиле. Он узнал, что местные народные целители используют экстракты коры тропического дерева. для уничтожения малярийных комаров и других насекомых, и он продемонстрировал, что экстракты могут убивать долгоносиков и тараканов. Теперь он хотел, чтобы норвежцы помогли выяснить, содержат ли кора также вещества, которые могут убить малярийных комаров », - объясняет почетный профессор Карл Эгиль Мальтеруд.
Малярия - это заболевание, вызываемое крошечными паразитами рода Plasmodium, которые проводят часть своего жизненного цикла в кровеносных сосудах человека и других млекопитающих. Паразит передается между людьми при укусах комаров рода Anopheles.
Найдено несколько важных веществ
Вкратце: ученые обнаружили несколько интересных веществ как в так называемом дереве Олон (Zanthoxylum heitzii), произрастающем от Камеруна до Конго, так и в родственном ему дереве из Мали. Наиболее интересные и активные соединения обнаружены в дереве олон, но и кора Zanthoxylum zanthoxyloides из Мали содержит активные вещества.
«Мы произвели экстракты из коры дерева Олон и обнаружили, что он содержит по крайней мере одно соединение, убивающее комаров, переносящих малярийный паразит. Но кора также содержит другое вещество, убивающее самого паразита», - говорит Доцент Хелле Вангенстин. Она была лидером этого проекта.
Комары дохли - как мухи
Более 30 видов комаров рода Anopheles kan заражают человека малярийным паразитом. Это вид Anopheles Stephensi. Фото: Джим Гатани, Wikispecies/Centers for Disease Control. Ученые работали как с водными, так и со спиртовыми экстрактами коры двух деревьев, и оказалось, что спиртовые экстракты содержат больше активных веществ. Вещество, убивающее комаров, называется пеллиторином и было обнаружено в коре обоих деревьев, объясняет Мальтеруд.
Студентке магистратуры Настаран Муссави удалось выделить пеллиторин и несколько других веществ в экстрактах из коры дерева олон. Позже она отправилась во французский исследовательский институт IRD в Монпелье, чтобы изучить их инсектицидные эффекты. У IRD есть эксперты по выращиванию малярийного комара Anopheles gambiae для научных исследований.
"Это привело к тому, что комары погибли буквально как мухи! Эксперименты показали, что пеллиторин токсичен для комаров", - добавляет Малтеруд.
Мы также обнаружили, что смесь четырех основных веществ из коры дерева Олон обладает более высокой токсичностью, чем один пеллиторин, даже если другие ингредиенты не были токсичны по отдельности. Это говорит о наличии синергетического эффекта между ингредиенты, говорит Вангенстин.
Убивает даже паразита
В этот момент Мальтеруд и Вангенстин заподозрили, что дерево Олон содержит еще больше соединений с интересными эффектами. Затем постдоктор Ингвильд Аустархейм связалась со Школой биологических наук Мельбурнского университета в Австралии, поскольку у них есть лаборатория со специалистами по изучению малярийного паразита. Ученые в Мельбурне были заинтересованы в тестировании новых потенциальных лекарств, и вскоре выяснилось, что один из ингредиентов очень эффективен для уничтожения паразита.
«Но это было не то же соединение, которое убивало комаров! Соединение, убивающее паразитов, называется дигидронитидин и представляет собой относительно простой алкалоид», - говорит Вангенстин.
Норвежские ученые теперь показали, что кора дерева Олон из Конго содержит как минимум два интересных соединения: пеллиторин, который убивает малярийных комаров, и дигидронитидин, который убивает малярийного паразита. Затем исследователи продолжили тестирование коры Zanthoxylum zanthoxyloides, родственного дереву олон и произрастающего в Мали. Почетный профессор Берит Сместад Полсен из Фармацевтической школы несколько лет сотрудничал с целителями из Мали, и они знали, что кору этого дерева использовали для лечения больных малярией.
Мы также обнаружили пеллиторин в коре этого дерева, в дополнение к нескольким другим интересным веществам, которые воздействуют на малярийного паразита. Но эффекты были меньше, чем те, которые мы обнаружили в экстрактах из дерева олон, Вангенстин объясняет.
Пеллиторин и дигидронитидин являются химическими веществами, ранее известными из других растений. Однако мощные эффекты против малярийных комаров и паразитов были малоизвестны до того, как норвежские ученые начали свою работу..
Почему промышленность не заинтересована?
Ученые постоянно публикуют свои открытия, и можно ожидать, что международная фармацевтическая промышленность отреагирует на них с интересом. Малярия поражает ок. 200 миллионов человек каждый год, и есть серьезные проблемы с устойчивостью к лекарствам, которые уже есть на рынке. Есть острая потребность в новых препаратах - но с учеными пока не связались.
Я могу представить несколько причин, по которым мы ничего не слышали. Одной из причин может быть, если выразиться несколько злобно, то, что международная фармацевтическая промышленность не всегда проявляет большой интерес к заболеваниям, которые в основном являются проблемой для «Третий мир».
«Третья причина может заключаться в том, что Конвенция о биологическом разнообразии (КБР), которую ратифицировала Норвегия и большинство других стран, предусматривает, что права на коммерческое использование биологического материала принадлежат стране происхождения», - сказал он. добавляет.
Новые знания переданы в Западную Африку
Фармацевтическая промышленность всегда должна проводить обширные и дорогостоящие клинические испытания, прежде чем новое лекарство может быть одобрено, но пока нет планов таких действий, когда речь идет о соединениях, обнаруженных в коре двух африканских деревьев.. Это не мешает Хелле Вангенстин и Карлу Эгилю Мальтеруду верить, что их исследования могут быть использованы на благо больных малярией в Западной Африке.
В краткосрочной перспективе вполне реально представить, что наши коллеги в Конго могут передать новые знания народным целителям региона. Им может быть полезно узнать, что кора дерева Олон содержит активные соединения, которые действуют как против комаров-переносчиков малярии, так и против самого паразита», - комментирует Малтеруд.
Мы также можем внести свой вклад в новые идеи о том, как можно использовать эти вещества. Например, мы обнаружили, что экстракты на водной основе содержат относительно мало активных веществ, тогда как спиртовые экстракты содержат гораздо более высокие концентрации. Возможно, можно было бы опрыскивать лужи, где вылупляются комары, раствором местного производства, содержащим пеллиторин», - добавляет он.
В целом, ученые Фармацевтической школы протестировали более десяти соединений из двух африканских деревьев. В дополнение к уже упомянутым соединениям оказалось, что активностью в отношении малярийного паразита обладает также неизвестный ранее алкалоид гейцихинон.
Почему растения производят наркотики?
По крайней мере, 30 процентов активных ингредиентов в современных лекарствах получены из ингредиентов, содержащихся в растениях. Почему растения производят соединения, эффективные против болезней человека?
Мы не знаем ответа на этот вопрос, но мы не можем себе представить, чтобы дерево Олон имело какой-либо интерес в уничтожении комаров или малярийных паразитов. Но, возможно, вещества оказывают воздействие и на насекомых, например может питаться деревьями, - предполагает Малтеруд.
Основная функция многих природных продуктов, содержащихся в растениях, науке неизвестна, но очевидно, что растения используют много энергии для производства этих соединений. Поэтому вряд ли это совпадение, что они производятся, - добавляет Вангенстин.
Исследование веществ из коры двух африканских деревьев проводилось при поддержке программы «Функциональная геномика» (FUGE) Исследовательского совета Норвегии, которая занималась биоразведкой. Расходы Настарана Муссави на работу в Монпелье были профинансированы за счет гранта Норвежского фармацевтического общества.