Bakterijų atsparumo antibiotikams problemą padės spręsti greipfrutai?

Aktualios problemos sprendimas aptartas Lietuvos agrarinių miškų ir mokslų centro (LAMMC) Sodininkystės ir daržininkystės instituto mokslininkų su bendraautoriais parengtoje publikacijoje: Stabrauskiene J., Marksa M., Ivanauskas L., Viskelis P., Viskelis J., Bernatoniene J. 2023. Citrus × paradisi L. Fruit Waste: The Impact of Eco-Friendly Extraction Techniques on the Phytochemical and Antioxidant Potential. Nutrients, 15 (5): 1276. IF – 6,706

Žemiau trumpi mokslininkų prof. dr. Prano VIŠKELIO ir dr. Jono VIŠKELIO atsakymai apie mokslinį straipsnį.

Kas paskatino pasirinkti tyrimo temą? Greipfrutuose yra daug biologiškai aktyvių junginių, bet jų yra ir kituose cirtusiniuose vaisiuose. Kodėl būtent greipfrutai? Kokia buvo tyrimo hipotezė?

Per didelis antibiotikų skyrimas besimptomiams pacientams, COVID-19 pandemija ir didėjantis plataus spektro antibiotikų vartojimas skatina bakterijų atsparumą antibiotikams ir lengvina jo plitimą. Per didelis vartojimas sukelia daugeliui vaistų atsparius fenotipus: vankomicinui – Enterococcus feacalis, meticilinui – Staphylococcus aureus, beta laktamams – Klebsiella pneumonijų ir Acinetobacter baumanni.

Naringeninas turi antimikrobinių savybių, ypač prieš gramteigiamas bakterijas, pavyzdžiui, S. aureus, įskaitant antibiotikams atsparų meticilino padermę (MRSA). Deja, šio bioflavonoido kaip antimikrobinės medžiagos klinikinių tyrimų rezultatų yra nedaug, nes nei JAV, nei ES duomenų bazėse nėra registruotų klinikinių tyrimų.

Būtent greipfrutų vaisiuose yra du labai svarbūs specifiniai flavanonai – naringinas ir narirutinas. Žarnyno mikrobiomos bakterijos naringiną paverčia aktyvia naringenino forma, o naringeninas pasižymi didžiuliu farmakognozinių spektru ir neapsiriboja tik antimokrobiniu poveikiu. Tai ir paskatino pasirinkti tyrimo temą. O tęstinius kompleksinius tyrimus su citrusiniais vaisiais atlieka LSMU Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedros ir LSMU Farmacinių technologijų instituto mokslininkai. Buvo atlikti tarpdisciplininiai tyrimai, o jų rezultatai publikuoti šiame straipsnyje. Šio tyrimo metu LAMMC Biochemijos ir technologijos mokslininkus labiausiai domino šalutinių perdirbimo produktų ekstrakcijos optimizavimas ir valorizacija.

Straipsnyje teigiama, kad vis didesnio dėmesio sulaukia natūralių produktų gavyba ir galimų jų panaudojimo būdų tyrimai, o greipfrutų atliekos gali būti perdirbamos ir panaudotos farmacijos ir medicinos srityse. Kur praktiškai būtų galima pritaikyti jūsų eksperimento rezultatus?

Eksperimentų rezultatus galima pritaikyti kuriant platų farmacinių produktų asortimentą, tačiau mus labiausiai domina efektyvių antimikrobinių produktų prieš antibiotikams atsparius mikroorganizmus sukūrimas.

Tyrimu siekta optimizuoti flavanonų naringino ir naringenino ekstrahavimo sąlygas su papildomais junginiais, siekiant padidinti jų derlių iš skirtingų greipfrutų vaisių dalių – albedo ir segmentinės membranos. Paaiškinkite plačiau šio proceso esmę.

Greipfrutų vaisių nevalgomos dalys, pavyzdžiui, odelė, segmentinės membranos ir kt., yra labai vertingos biocheminiu ir farmakognoziniu atžvilgiu. Tyrimo metu buvo siekiama optimizuoti naringino ir naringenino ekstrahavimo sąlygas, taip pat ir su papildomais junginiais. Vaistų formos visuomet turi įvairių papildomų medžiagų, kad užtikrintų birumą, lipnumą, stabilumą, tirpumą vandenyje arba organizmo rūgščioje ar šarminėje terpėje. Dėl specifinės struktūros ciklodekstrinas ekstrakcijos proceso metu geba surišti įvairius polifenolinius junginius, taip pat ir reikalingus naringiną bei naringeniną.

Eksperimento rezultatai parodė, kad ekstrahavimas ciklodekstrinu turėjo reikšmingą poveikį žymiai padidinant flavanonų išeigą iš greipfrutų. Be to, šis procesas buvo efektyvesnis ir pigesnis, todėl buvo gaunama didesnė flavanonų išeiga su mažesne etanolio koncentracija ir pastangomis. Tai rodo, kad ekstrahavimas ciklodekstrinu yra tinkamas metodas vertingiems junginiams iš greipfrutų išgauti. Kaip kilo mintis pritaikyti šį metodą?

Dėl ciklodekstrino gebos ekstrakcijos proceso metu surišti įvairius polifenolinius junginius, naringino ir naringenino išeiga buvo didesnė, o ekstrakcijos procesas tapo efektyvesnis, pigesnis, ekstrakcijai sunaudojama mažiau etanolio.

Straipsnyje rašoma, kad norint per trumpesnį laiką pasiekti didesnį bioaktyvių cheminių medžiagų derlių iš natūralių šaltinių, pirmiausia reikia sukurti naujus saugius, ekonomiškai pagrįstus, aplinkai nekenksmingus gavybos procesus. Plačiau apibūdinkite, kokie tai procesai?

Tokių procesų gali būti įvairių – visų pirma tai neterminės aplinkai nekenksmingos technologijos, pavyzdžiui, ekstrakcija subkriziniu arba superkriziniu anglies dioksidu, hidrodifuzinė ekstrakcija, ekstrakcija taikant elektroporaciją.

Straipsnyje rašoma, kad tyrimo rezultatai bus naudingi perdirbant greipfrutus ir kuriant produktus, nes trūksta tyrimų duomenų apie jų fitochemines ir skonio savybes. Teigiama, kad išmetamos vaisių dalys pasižymi įvairiomis savybėmis ir gali būti naudojamos aukštos kokybės maisto papildams bei vaistams gaminti. Ar jau turite konkrečių pavyzdžių, kaip gamyboje bus pritaikyti jūsų tyrimo rezultatai?

Eksperimentų rezultatai galės būti pritaikyti kuriant įvairius farmacinius produktus, ypač prieš antibiotikams atsparius mikroorganizmus.