Erin Dobrange

1 Laborator de Biologie Moleculară a Plantelor, KU Leuven, 3001 Leuven, Belgia; [email protected] (E.D.); moc.liamg@vehsepnirad (D.P.)

antivirali

Darin Peshev

1 Laborator de Biologie Moleculară a Plantelor, KU Leuven, 3001 Leuven, Belgia; [email protected] (E.D.); moc.liamg@vehsepnirad (D.P.)

Bianke Loedolff

2 Institutul pentru Biotehnologia Plantelor, Departamentul de Genetică, Facultatea de Agriștiințe, Universitatea Stellenbosch, Matieland 7602, Africa de Sud; az.ca.nus@eknaib

Wim Van den Ende

1 Laborator de Biologie Moleculară a Plantelor, KU Leuven, 3001 Leuven, Belgia; [email protected] (E.D.); moc.liamg@vehsepnirad (D.P.)

Abstract

De-a lungul istoriei, scopurile medicinale ale plantelor au fost studiate, documentate și recunoscute ca parte integrantă a sistemelor de sănătate umană. Dezvoltarea medicinei moderne se bazează în continuare pe această cunoaștere istorică a utilizării și preparării plantelor și a extractelor acestora. Cercetările ulterioare asupra microbiomului uman evidențiază interacțiunea dintre răspunsurile imunomodulatoare și compușii prebiotici derivați din plante. Un astfel de grup de compuși include fructanii de tip inulină (ITF), care pot acționa și ca molecule de semnalizare și antioxidanți. Acești compuși multifuncționali apar într-o proporție mică de plante, dintre care mulți au proprietăți medicinale recunoscute. Echinacea este o plantă medicinală bine-cunoscută, iar produsele derivate din aceasta sunt vândute la nivel global pentru proprietățile sale preventive împotriva răcii și gripei și pentru proprietățile generale de promovare a sănătății. În ciuda profilului fitochimic bine documentat al plantelor și produselor Echinacea, puține cercetări au analizat rolul posibil al ITF în aceste produse. Această revizuire își propune să evidențieze apariția ITF în formulările derivate din Echinacea și rolul potențial pe care îl joacă în imunomodulare.

1. Medicamentele din plante cuprind cea de-a doua cea mai mare piață terapeutică la nivel global

Imunomodulatorii ar putea acționa (stimula sau suprima) atât asupra sistemului imunitar înnăscut, cât și asupra sistemului imunitar adaptativ pentru a (i) exercita efecte pozitive asupra mecanismelor de apărare a gazdei, (ii) au un efect anti-proliferativ asupra celulelor tumorale și, (iii) pot spori capacitatea de a tolera daunele cauzate de compuși toxici (cum ar fi chimioterapia). Preparatele de echinacee sunt printre cele mai populare produse pe bază de plante cu proprietăți imunomodulatoare [11,12]. În timp ce aspectele imunomodulatoare ale unei game de biomolecule diferite (de exemplu, compuși fenolici, alcamide, proteine ​​arabinogalactan) care apar în preparatele Echinacea au fost evidențiate înainte [13,14,15,16,17], aici analizăm cunoștințele despre tipul de inulină derivat din Echinacea fructani (ITF) și evidențiază prezența lor în produsele Echinacea disponibile în comerț. Este discutată contribuția potențială a ITF la efectele imunomodulatoare în corpul uman.

2. Extractele de plante Echinacea exercită proprietăți imunomodulatoare

Echinacea este un gen de plante din familia Asteraceae (denumită anterior Compositae) și este alcătuită din 11 taxe pe plante erbacee și cu flori [18,19]. Preparatele Echinacea (care se bazează în principal pe trei specii importante din punct de vedere comercial; Echinacea purpurea, Echinacea angustifolia și Echinacea pallida) sunt utilizate în mod obișnuit pentru prevenirea și ameliorarea simptomelor infecțiilor bacteriene și virale [11,12,18]. Mai mult, este cunoscut faptul că unele preparate Echinacea exercită o activitate antioxidantă și antiinflamatorie, favorizând potențialele sale activități imunomodulatoare [12,19,20].

3. Funcția generală a fructanilor în corpul uman

3.1. Fructans ca compuși imunomodulatori și antivirali

3.2. Fructanii ca compuși antioxidanți și antiinflamatori

Se știe că fructanii și alte zaharuri derivate din plante exercită proprietăți antioxidante prin afectarea directă și indirectă a echilibrelor ROS și contracararea daunelor cauzate de stresul oxidativ [41,66,67,68]. Stresul oxidativ este, de asemenea, cunoscut pentru a declanșa inflamația (un răspuns imun înnăscut) și, deși un răspuns important în corpul uman, a fost legat de tulburări autoimune severe. Echinacea și alte câteva plante cuprinse în medicina pe bază de plante (de exemplu, ghimbir, curcuma și canabis) s-au dovedit a atenua efectele inflamației. Este interesant de observat că aceste plante prezintă o capacitate antioxidantă sporită, care ar putea fi, la rândul său, utilizată pentru a gestiona tulburările legate de inflamație induse de stresul oxidativ [69].

Este bine cunoscut faptul că ITF-urile influențează indirect semnalizarea proteinei kinazei AMP-activate (AMPK) prin modularea microbiotei, de exemplu, prin stimularea creșterii Lactobacililor și a Bifidobacteriilor, producând acizi grași cu lanț scurt (SCFA) care activează AMPK [77]. ]. De asemenea, este posibil ca ITF să exercite un efect mai direct asupra AMPK, așa cum s-a propus anterior [40]. Se știe că metformina, un medicament antidiabetic popular, activează AMPK și inhibă activarea NF-κB [78]. În mod surprinzător, ITF-urile și metformina au rezultate fizice foarte similare [79]. PPARγ, modulat de ITF, este, de asemenea, cunoscut că influențează semnalizarea AMPK [80]. Aceste proprietăți ale ITF îi fac buni candidați pentru tratamentul bolilor inflamatorii actuale, cum ar fi diabetul, obezitatea și IBD [81,82]. Proprietățile imunomodulatoare și antiinflamatoare ale preparatelor de Echinacea sunt bine cunoscute și au fost atribuite multitudinii de compuși care prezintă activitate antioxidantă [83]. S-a demonstrat că atât Echinacea angustifolia, cât și Echinacea purpurea îmbunătățesc simptomele colitei la șobolani prin scăderea numărului de mediatori inflamatori (IL-1β și TNF-α) [84]. De asemenea, s-a raportat că preparatele de echinacee reduc condițiile inflamatorii cauzate de rezistența la insulină și induse de agenții patogeni, respectiv [79,85,86,87,88,89].

4. ITF-urile și polifenolii din preparatele Echinacea pot avea efecte sinergice

5. Semnificația posibilă a ITF în preparatele comerciale de echinacee

Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a descifra dacă și în ce măsură ITF-urile contribuie la efectele imunomodulatoare observate ale preparatelor de Echinacea. Conexiunea dintre polizaharidele Echinacea și proprietățile lor imunomodulatoare a fost sugerată de mai multe ori [23,24,107,108,109,110]. Cu toate acestea, în cadrul fracției polizaharidice, majoritatea cercetărilor s-au concentrat asupra activității imunostimulatoare a arabinogalactanilor derivați din peretele celular. Activarea macrofagelor de către polizaharid arabinogalactan izolat din culturi de celule vegetale de Echinacea purpurea a fost deja raportată cu zeci de ani în urmă [111], dar, din păcate, fracția de inulină din aceste preparate de polizaharide a fost complet neglijată.

6. Observații finale

Contribuțiile autorului

Toți autorii au contribuit în mod egal la pregătirea manuscrisului.