Forskere opdager molekylære mekanismer af gamle naturlægemidler

Forskere ved Institut for Fysiologi og Biofysik ved University of California, Irvine School of Medicine har opdaget det molekylære grundlag for en terapeutisk virkning af en gammel urtemedicin, der bruges over hele Afrika til at behandle forskellige sygdomme, herunder epilepsi.

Urtemedicinen, et bladekstrakt fra busken Mallotus oppositifolius , viste sig tidligere at være effektiv til at kontrollere anfald, men mekanismen var ukendt. Opdagelsen, udgivet i Naturkommunikation , fandt ud af, at to komponenter af Mallotus-bladekstrakten aktiverer KCNQ2/3, en kaliumionkanal, der er afgørende for at kontrollere elektrisk aktivitet i hjernen. De to komponenter var noget effektive alene, men i kombination var de yderst effektive både til at aktivere KCNQ2/3-kanaler og til at forhindre livstruende anfald.

UCI-forskerholdet, bestående af postdoc Rían Manville, Ph.d. og hovedefterforsker Geoffrey Abbott, MSc, Ph.D., screenede individuelle forbindelser fra bladekstraktet for kanalåbningsaktivitet, og kombinerede derefter de to mest aktive forbindelser for at opdage den terapeutiske synergi, der er indeholdt i et afrikansk folkemiddel, der har været brugt i århundreder. Påfaldende nok, en af ​​de to identificerede forbindelser, isovalerinsyre, er også en hovedbestanddel af baldrianrod, en urt brugt i det antikke Grækenland som et middel til søvnløshed, og i århundreder af englænderne og også indfødte amerikanere som et antikonvulsivt middel. Baldrianrod bruges stadig af så mange som 2 millioner mennesker hver uge i USA som et naturlægemiddel mod angst og søvnløshed.

"Vi er meget interesserede i at tage en molekylær tilgang til etnobotani - studiet af planter og deres anvendelse af lokale befolkninger - for at opdage de molekylære mekanismer for antikke retsmidler og bruge denne viden til at skabe sikrere og mere effektive lægemidler. KCNQ-kanalerne studerer vi åbnes typisk ved elektrisk aktivitet, men vi ved, at de også er utroligt følsomme over for tilstedeværelsen af ​​små molekyler, herunder neurotransmittere, men også molekyler udefra, såsom stoffer, og bestanddele af fødevarer og urteekstrakter, " sagde Abbott. "Nogle folkemedicin er i fare for at gå tabt, enten fordi traditionel praksis bliver glemt, eller fordi de anvendte plantearter er truede. Arttab kan opstå ved overindsamling, ødelæggelse af levesteder, eller klimaændringer. Der er et kapløb med tiden for at forhindre, at denne utrolige ressource går tabt for altid."

UCI-holdet fandt ud af, at det urteekstrakt, de undersøgte, havde andre præferencer for kanalsubtype end moderne lægemidler, der aktiverer KCNQ2/3-kanalen, såsom det antikonvulsive lægemiddel, retigabin. På grund af dette, ved at kombinere urteforbindelserne med retigabin, de var i stand til at låse kanalen helt op, en bedrift, der ikke tidligere er opnået.

"At låse kanalen åben er et smart trick, men det kan også have kliniske konsekvenser. Retigabine blev fjernet fra markedet sidste år på grund af en overraskende bivirkning:det gør huden og det hvide i øjnene blå. Imidlertid, ved at kombinere retigabin med urtekomponenterne, vi fandt ud af, at vi i høj grad kunne reducere den retigabin-dosis, der kræves til aktivitet. Denne type strategi kan muligvis en dag sætte os i stand til at bruge lægemidler som retigabin i doser, der er lave nok til at være sikre, samtidig med at de bevarer eller endda forbedrer deres effektivitet ved at kombinere dem med naturlige boosterforbindelser afledt af planter, " sagde Abbott.

Ud over boostereffekterne af urteekstraktet, identifikation af specifikke kemikaliers evne i planter til at aktivere indflydelsesrige ionkanaler såsom KCNQ2/3 kan en dag føre til ny epilepsi, angst- og smertemedicin, der udnytter de alternative kemiske rum, som de molekylære bestanddele af etnobotaniske stoffer tilbyder.