Kādēļ vērts “iespundēt” melno plūškoku kolbā?

Ieskatoties vēsturē, melnais plūškoks Latvijā ir ievests 17. gadsimtā un nu jau labi iesakņojies savvaļā, īpaši Kurzemē un Zemgalē. Šim augam piemīt interesantas un ārstnieciskas īpašības, ko plaši izmanto farmācijas nozarē, piedāvājot melnā plūškoka ekstrakta saturošus produktus drudža mazināšanai vai augšējo elpošanas ceļu slimību simptomu mazināšanai.

“Klīniskie pētījumi ir parādījuši – lietojot melnā plūškoka ekstraktus, cilvēki  īsāku laiku slimo, kad viņi saslimuši ar A vai B tipa gripu,” stāsta pētniece A. Borodušķe.

Iestājoties pandēmijai, LU pētniekus urdīja ziņkārība un tika veikti plūškoka in vitro (pētījumi ārpus dzīviem organismiem, laboratorijas apstākļos) pētījumi par plūškoka ekstrakta ietekmi uz COVID-19 izraisītāju. Pētniece atklāj, ka vienkāršākais veids, kā to varēja noskaidrot – skatīties, vai plūškoks varētu inhibēt SARS CoV2 S proteīna saistīšanos ar hACE2 receptoru. Skaidrojot šo reakciju, A. Borodušķe stāsta: “S proteīns ir kā kājiņas, ar kurām vīruss piesaistās šūnas virsmai. Bez šīs piesaistes vīruss nespēj inficēt šūnu. Ja nav šīs sasaistes ar šūnas hACE2 receptoriem, tad nav arī COVID saslimšanas. Tas, kā to laboratoriski var pārbaudīt – ar komerciāli pieejamu testu –, kurā šīs kājiņas ir adsorbētas platītē un, pieliekot klāt receptorus, izveidojas krāsa – jo tumšāka krāsa ir reakcijai, jo vairāk šīs vīrusa kājiņas ir spējušas piesaistīties šim šūnas receptoram.”

Laboratoriskajām reakcijām tika izmantots plūškoka ogu ekstrakts un plūškoka ziedu ekstrakts. Tika atklāta likumsakarība starp plūškoka ekstrakta koncentrāciju un S proteīna piesaistīšanos. “Jo stiprāks ekstrakts, jo mazāk šī saistīšanās ir notikusi – plūškoka ekstrakts spēj inhibēt šo sasaistīšanos,” atklāj pētniece.

Pētījumā tika noskaidrots, ka plūškoka ziedu ekstrakts ir divas reizes efektīvāks par plūškoka ogu ekstraktu – nepieciešams mazāks daudzums ziedu ekstrakta sasaistes inhibēšanai. Šī pētījuma daļa nebūtu bijusi iespējama bez farmācijas un ķīmijas speciālistiem –  to palīdzēja veikt pētnieki no LU Medicīnas fakultātes Dr. Rutas Mucenieces vadībā un ķīmiķi no Vides risinājumu institūta Dr. Ilvas Nakurtes vadībā.

Tomēr paši pētnieki arī atzina, ka izpētītās plūškoka koncentrācijas praktiskajam pielietojumam ir pārāk augstas. Turklāt ar savvaļā augošu plūškoku ir sarežģīti manipulēt, tas vedināja pētniekus domāt par to, kā varētu kāpināt plūškoka efektivitāti. Risinājums – kontrolētos laboratorijas apstākļos veidot augu šūnu suspensiju kultūras, kuras ražo tieši tās pretvīrusu vielas, kas nepieciešamas, tādējādi neizmantojot nelietderīgi visu augu.

“Augu šūnām piemīt spēja reģenerēt veselu augu, ko mēs laboratorijā arī izmantojam – uzliekot auga gabaliņu uz specifiskas barotnes, ar noteiktu hormonālo līdzsvaru šūnas sāk dalīties un šo fenomenu tālāk varam izmantot, lai šūnas savairotu lielos biomasas apmēros un piespiestu viņas sintezēt tieši to, ko mēs gribam. Šajā gadījumā – pretvīrusu iedarbības vielas. Šo ir iespējams mērogot līdz pat bioreaktora apmēriem,” atklāj A. Borodušķe.

Pētījuma rezultātā ir iegūtas plūškoka šūnu kultūras, kuras tiek detalizētāk pētītas un pārbaudīts to saturs, lai iegūtu vēlamo – pretvīrusa vielas, kas pieder pie flavonoīdu klases. “Salīdzinot ar veselu augu, visvairāk flavonoīdu ir plūškoka ziedos. Savukārt laboratoriski veidotajās šūnu kultūrās sākotnēji bija tik daudz flavonoīdu, cik dabiskā izcelsmē tie ir plūškoka ogās. Pēc pusgada darba rezultāti paliek iepriecinoši – šūnu kultūras drīzumā sasniegs ziedu favonoīda satura līmeni. Nākamais solis – paskatīties, kā šis labais ķīmiskais sastāvs rezultējas bioloģiskajā aktivitātē un vai mēs redzēsim, ka plūškoka šūnu ekstrakts spēs inhibēt šo saistīšanos starp šūnas hACE2 receptoru un  vīrusa S proteīna kājiņām,” stāsta pētniece.

Pētījums vēl turpinās un tā rezultātiem pētniece aicina sekot līdzi projekta Facebook lapā “Sambuendo”.

Pētījums veikts pēcdoktorantūras projekta 1.1.1.2/VIAA/2/18/256 "Biotehnoloģiskie risinājumi mērķsavienojumu kontrolei melnajā plūškokā Sambucus nigra in vitro šūnu kultūrās un in planta, izmantojot endofītiskos mikroorganismus". 

23. un 24. septembrī LU norisinājās atklājumu un inovāciju pasākums “LU Jauno tehnoloģiju un inovāciju diena”, kur vienuviet satikās gan mundrākie pētnieku prāti, gan inovatīvāko ideju autori. Ievērojami liels LU pētnieku skaits piedalījās “Zināšanu agorā”, kas bija viena no nozīmīgākajām pasākuma daļām.

“Zināšanu agora” bija iespēja pētniekiem iepazīstināt un ieinteresēt plašāku sabiedrības loku ar nesen veiktu vai jau sāktu inovatīvu pētījumu tehnoloģiju, dažādu procesu un dzīves kvalitātes uzlabošanas jomā.

Šogad “Zināšanu agorā” izskanēja vairāk nekā 50 pētījumi, kas aktualizēja dažādas tēmas, izaicinājumus un inovatīvus risinājumus vairākās jomās.