Content area
Abstract
A gyógynövények szerepe a különböző betegségek kezelésében nagy múltra tekint vissza. A természetes forrásból származó különleges vegyületek preventív és gyógyító hatását már a tradicionális gyógyászati rendszerekben is alkalmazták, melynek legkorábbi írott emléke a sumér homokkőtáblákon található, de ezen alapszik az indiai, kínai és észak-afrikai tradicionális orvoslás is (Phillipson 2001). Napjainkban számos vadon élő gyógynövényfaj kihalásával kell számolni egyrészt az antropogén hatások következtében kialakuló élőhely pusztulás miatt, másrészt pedig a növényi metabolitok iránti megnövekedett keresletet kielégítését célzó túlzó kitermelések következtében. További probléma a jelenkori gyógynövény hatóanyagokat tekintve, amely már a termesztett gyógynövények esetében is felmerülhet, hogy az utánpótlást biztosító növények gyakran hosszú növekedési ciklussal rendelkeznek, valamint, hogy kis mennyiségben tartalmazzák az egyes hatóanyagokat (Chen et al. 2016). ATaxus brevifolia esetében például a Taxol kihozatal 0.001–0.05%-os, azaz 1 kg hatóanyag előállításához 15 kg tiszafa kéreg szükséges (Malik et al. 2011). Ezért a gyógyszeriperi igényeknek megfelelve kiemelten fontos az új alternatív források felkutatása a növényi eredetű biológiailag aktív vegyületek előállításához, különösen olyan hatóanyagok esetében, melyek veszélyeztetett vagy nehezen termeszthető gyógynövényekből nyerhetők csak ki jelenleg. A munkánk során megoldást keresve a fenti kihívásokra, sikerrel izoláltunk egy Epicoccum nigrumendofiton gomba törzset, amely kutatásaink alapján új forrása lehet a széleskörben alkalmazott, antidepresszáns hatású hypericin vegyületnek, valamint feltérképeztük több endofiton gomba antimikrobiális hatású metabolit-termelő képességét.
A vizsgálatok alapját képező endofiton gombatörzsek izolálásához a Hypericum perforatum, Artemisia asiatica, Juniperus communis gyógynövényeket és különböző mohákat választottunk ki. A munka során elért eredményeket három fő részre lehet osztani, az első részben számoltunk be a H. perforatum növényből izolált, a növényi hatóanyagot termelni képes törzs felfedezéséről és a hatóanyag-termelés jellemzéséről. A második részben jellemeztük az A. asiatica, J. communisgyógynövényekből és mohákból izolált endofiton gombák biodiverzitását, valamint a harmadik részben áttekintést adtunk az izolátumok antimikrobiális metabolit termelő képességéről.
A célzott hatóanyag-vizsgálatok során azonosítottunk egy E. nigrum (SZMC 23769) törzset,amely mind a hipericint, mind pedig a bioszintetikus előanyagát az emodint képes volt termelni, valamint két Alternaria(SZMC 23771, SZMC 23772) törzset melyek az emodint termelték.
Az endofiton mikroorganizmusok alkalmazása a hatóanyag-termelésben azonban a termelés instabilitása miatt sokszor nehézségekbe ütközik, ezért megvizsgáltuk, hogy a törzseknél a tenyésztési paraméterek változtatása milyen hatással van a metabolitok hozamára. Az izolátumokat tenyésztettük burgonya-glükóz- (PDB), maláta kivonatos- (MEB), Czapek-Dox- (CDB) valamint szintetikus (DM) tápoldatokban, mely során mind a biomassza mennyiség mind pedig a hatóanyag kihozatal szempontjából a PDB tápközeg bizonyult a legelőnyösebb választásnak a vizsgált SZMC 23769 és SZMC 23771 izolátumok esetében. Ezt követően megvizsgáltuk, hogy a törzsek a különböző tápközegekben az egymást követő átoltások következtében elveszítik-e a metabolitok termelési képességét, vagy az stabilan fenntartható. Az egymást követő generációk termelési képesége fokozatosan csökkent mindkét vizsgált izolátumnál, mindkét vegyület esetében. A képesség elvesztésének kinetikája azonban jelentős függést mutatott a fermentáció során alkalmazott tápközeg minőségétől. Az SZMC 23769 törzs nem termelő generációjának felhasználásával különböző kísérleti beállításokat terveztünk a termelőképesség re-aktiválására. A vizsgálatban az előfermentációs közeghez adott szárított és frissen előkészített H. perforatumrészek eredményesen indukálták a hipericin termelését, amely mérhető mennyiségben volt jelen az adott generáció, inducert nem tartalmazó környezetben fermentált tápközegében is. Hasonló indukciós hatás volt tapasztaltható, ha az emodint adalékoltuk az előtenyésztés során. A termelt hipericin mennyisége azonban mindkét esetben alacsonyabbnak bizonyult, mint a kiindulási generáció által termelt mennyiség. Kísérleteink alapján kijelenthető, hogy a termelés teljeskörű stabilizálásához további vizsgálatok szükségesek és valószínűleg a végső megoldást a bioszintézis mechanizmusának feltérképezése fogja jelenteni a jövőben, mely alapján tervezhetővé válik, hogy milyen genetikai és/vagy epigenetikai stratégiákat érdemes alkalmazni majd a stimulálás érdekében.
