Wielokierunkowe działanie przeciwzapalne tiopolisiarczków zawartych w czosnku niedźwiedzim: badanie in silico, ex vivo i in vitro
Czosnek niedźwiedzi (Allium ursinum L.) to roślina rosnąca na wszystkich terytoriach Europy Wschodniej i Północnej, która jest uważana za naturalne remedium na wiele schorzeń, takich jak choroby układu krążenia, układu oddechowego i skóry.
Najczęściej stosuje się liście rośliny, ponieważ zawierają one tiopolisiarczki i polifenole, które działają jako środki detoksykujące, przeciwutleniające i przeciwdrobnoustrojowe. Co więcej, obecność tiopolisiarczków nadaje specyficzny aromat i smak czosnkowi niedźwiedziemu, który można uznać za podobny lub silniejszy od aromatu Allium sativum L. – czosnku powszechnie stosowanego w kuchni jako składnik żywności i przyprawa na całym świecie. Kluczowymi związkami tiopolisiarczków są allicyna (AL) i S-allil-L-cysteina (SAL).
Celem projektu jest ocena potencjału przeciwzapalnego tiopolisiarczków, grupy związków bioaktywnych w liściach czosnku niedźwiedziego (Allium ursinum L.). Na początku badane będą S-allilo-L-cysteiny (SAL) i allicyny (AL) pod kątem ich siły hamowania enzymu konwertującego angiotensynę (ACE) – enzymu odpowiedzialnego za nadciśnienie tętnicze i stany zapalne układu krążenia, neuropatię cukrzycową i cukrzycę oraz enzym cyklooksygenazę-2 (COX-2), wysoce aktywny w makrofagach i nabłonku. Wyniki tej części zostaną wzbogacone o ocenę, w jaki sposób tiopolisiarczki w liściach A. ursinum mogą hamować stan zapalny w mysich makrofagach RAW264.7 wcześniej narażonych na lipopolisacharydy w celu wywołania stanu zapalnego oraz w teście ex vivo w celu zmniejszenia stanu zapalnego skóry i poprawy procesu gojenia się ran. Aby zmierzyć się z pierwszym aspektem, planujemy przetestować frakcje czosnku niedźwiedziego w warunkach zapalnych, tj. poprzez hamowanie aktywności COX-2 i promowanie ekspresji interleukiny przez makrofagi. Odkrycie pozwoli nam zaproponować tiopolisiarczki lub frakcje czosnku niedźwiedziego, które zastąpią obecnie zalecane leki, m.in. kwas salicylowy czy fluribuprofen. W przypadku eksperymentów z hamowaniem enzymów kluczowym elementem tego projektu jest walidacja mechanizmów molekularnych obserwowanych efektów poprzez skorelowanie szybkości inhibicji z powinowactwem i loci wiązania modelowanego inhibitora z modelami enzymatycznym przy użyciu dostępnego oprogramowania obliczeniowego. Takie informacje dostarczą kompleksowego, holistycznego wglądu w przyszłe perspektywy aplikacji czosnku niedźwiedziego, przy użyciu bezpłatnych narzędzi obliczeniowych: Autodock Vina oraz aplikacji dostępnych na stronie Protein.plus. Dodatkowo zbadany zostanie wpływ związków na żywotność jelitowych komórek Caco-2 oraz potencjał tiopolisiarczków do hamowania stresu oksydacyjnego prowadzącego do utleniania DNA komórkowego. Dodatkowo, efekt genoprotekcyjny zaobserwowany w modelu komórkowym zostanie dodatkowo zweryfikowany przez ocenę elektrochemiczną, w której wyizolowane DNA z komórek Caco-2 zostanie zmierzone pod wpływem zmian sygnałów elektrochemicznych guanozyny i adenozyny. Koncepcja genoprotekcyjnego działania fitozwiązków jest stosunkowo rzadka w naukach o żywności i chemii medycznej, mimo że taka profilaktyka może ograniczyć mutacje punktowe w komórkowym DNA i kancerogenezę. Co więcej, analiza utleniania się DNA wyjaśni hamowanie proliferacji komórek rakowych przez ekstrakty z liści czosnku i ich składniki. Ponadto próbki zostaną ocenione pod kątem ich działania przeciwdrobnoustrojowego wobec różnych mikroflor chorobotwórczych i określone zostaną minimalne stężenia hamujące (MIC). Najbardziej obiecujące środki przeciwdrobnoustrojowe zostaną poddane ostatniej części badania, tj. określeniu zdolności do zwalczania patogennej mikroflory porastającej rany skórne w świńskim modelu ex vitro.
