Bioaktive pektiner isolert fra maliske medisinplanter
Tekst: Kari Tvete Inngjerdingen, cand.pharm. og PhD, RELIS Øst, Ullevål universitetssykehus
Det overordnede målet med arbeidet var å studere struktur og aktivitet av polysakkarider isolert fra maliske medisinplanter brukt i behandling av lidelser relatert til immunsystemet. Infeksiøse sykdommer, magesår, og ulike typer sår er blant de store helseproblemene i Mali, og medisinplanter spiller en viktig rolle i behandlingen av disse lidelsene for majoriteten av befolkningen. Planteekstrakter, som viser seg å inneha biologisk aktivitet som korresponderer med den tradisjonelle medisinske bruken, kan bidra til å støtte opp om den tradisjonelle medisinen i Mali.
Samarbeid med DMT
Fagområdet farmakognosi har siden 1996 hatt et samarbeid med Department of Traditional Medicine (DMT) i Bamako, Mali. DMT ligger under National Institute for Research in Public Health (INRSP) i Mali, og er et av samarbeidssentrene til Verdens helseorganisasjon innen forskning på tradisjonell medisin. Hovedmålet med dette samarbeidet er å sikre at tradisjonell medisin brukes komplementært til konvensjonell medisin på en rasjonell måte. Dette basert på vitenskapelige observasjoner og studier, og under forutsetning at medisiner kan utvikles ut fra lokale ressurser, da spesielt medisinplanter.
Etnofarmakologiske studier
Etnofarmakologiske studier med intervju av utøvere innen tradisjonell medisin har blitt utført i ulike områder av Mali. Disse studiene har dannet grunnlaget for utvelgelsen av planter som nå studeres nærmere med hensyn til fytokjemiske og farmakologiske egenskaper. De etnofarmakologiske studiene utføres i samarbeid med DMT, og foregår under de etiske retningslinjer og regler som er satt av de lokale myndighetene. Mitt doktorgradsarbeid har hatt fokus på struktur- og bioaktivitetsstudier av polysakkarider isolert fra medisinplantene Glinus oppositifolius og Biophytum petersianum.
Økt interesse for polysakkarider
Planteekstrakter som brukes i tradisjonell medisin inneholder både lav- og høymolekylære forbindelser. Inntil nylig har kun de lavmolekylære forbindelsene vært tillagt biologisk aktivitet. Høymolekylære forbindelser, som polysakkarider, har ikke vært viet mye oppmerksomhet, hovedsaklig grunnet problemene rundt opprensing, karakterisering og biologiske aktivitetsstudier av disse komplekse molekylene. De siste årene har det imidlertid vært en økende interesse for polysakkarider og glykokonjugater med potensial som terapeutiske midler. Det strukturelle mangfoldet gjør karbohydrater i stand til å utføre viktige funksjoner i en rekke biologiske prosesser, som proteinregulering, cellekommunikasjonsprosesser, vevsutvikling, og i immunresponsen (Duus et al., 2000).
Plantepolysakkarider isolert fra vannekstrakter er rapportert å ha immunomodulerende aktiviteter (Yamada and Kiyohara, 1999; Paulsen and Barsett, 2005). Blant biologisk aktive karbohydrater fra plantecellvegg er pektiner med sidekjeder av arabinogalaktaner eller ev. rene arabinogalaktaner ofte rapportert (Yamada and Kiyohara, 1999; Paulsen and Barsett, 2005).
Isolerte pektiner fra de maliske medisinplantene Glinus oppositifolius og Biophytumpetersianum ble i dettte arbeidet studert med hensyn til aktiviteter mot komplementsystemet og evnen til å aktivere ulike typer av hvite blodceller. Det er til nå ikke kjent hvordan et polysakkarid skal være strukturelt sammensatt for å ha en optimal induserende effekt på immunceller. I noen tilfeller kan minimale forandringer i struktur, molekylvekt eller konfirmasjon av polysakkaridet ha stor innvirkning på den biologiske aktiviteten. Det kan være at aktiviteten av et polysakkarid er avhengig av en spesifikk konformasjon og tilstedeværelsen av et visst antall anioniske domener (Wagner et al., 1999). Den tredimensjonale strukturen av de fleksible sidekjedene kan også vise seg å ha en større betydning for aktiviteten enn et spesifikt type monosakkarid (Alban et al., 2002).
Fra resultatene i dette doktorgradsarbeidet ble det vist at pektiner med en hovedkjede bestående av alternerende enheter av galakturonsyre og rhamnose med sidekjeder av arabinogalaktaner, rhamnogalakturonan type I, synes å være viktig for den biologiske aktiviteten. Dette ble observert både ved komplement-fikserende aktivitet, induksjon av B-celle proliferasjon, kjemotaktiske egenskaper mot T-celler og makrofager, og ved effekter på det intestinale immunsystemet. Områdene av polymerene med rhamnogalakturonan type I struktur viste seg å inneha en mer potent effekt sammenliknet med den totale, native polymeren.
Fremtidig arbeid vil bestå i degradere pektinene med ulike enzymer og studere hvordan den enzymatiske behandlingen påvirker den biologiske aktiviteten. Dette kan belyse den minimale strukturen av polysakkaridet som er nødvendig for en optimal effekt mot ulike celler i immunsystemet.
Referanser
- Alban, S., Classen, B., Brunner, G., Blaschek, W., 2002. Differentiation between the complement modulating effects of an arabinogalactan-protein from Echinacea purpurea and heparin. Planta Med. 68, 1118–1124.
- Duus, J.Ø., Gotfredsen, C.H., Bock, K., 2000. Carbohydrate structural determination by NMR Spectroscopy: Modern methods and limitations. Chem. Rev. 100, 4589–4614.
- Paulsen, B.S., Barsett, H., 2005. Bioactive Pectic Polysaccharides. Adv. Polym. Sci. 186, 69–101.
- Wagner, H., Kraus, S., Jurcic, K., 1999. Search for potent immunostimulating agents from plants and other natural sources. In: H. Wagner (Ed.), Immunomodulatory Agents from Plants, Birkhäuser Verlag, Basel, pp. 1–39.
- Yamada, H., Kiyohara, H., 1999. Complement-activating polysaccharides from medicinal herbs. In: H. Wagner (Ed.), Immunomodulatory Agents from Plants, Birkhäuser Verlag, Basel, pp. 161–202.
(Publisert i NFT nr. 6/2007 side 27.)