Budoucnost patří biotechnologiím

Bylinkové čaje našich babiček nechal vývoj v přírodních léčivech daleko za sebou. I zde budoucnost patří biotechnologiím.

Stejně tak jako za posledních šedesát let zaznamenaly nepřekonatelný skok ve svém vývoji chemická léčiva, také vývoj v přírodních léčivech pokračuje mílovými kroky kupředu. Přesto je i dnes velká část lidí stále přesvědčena, že přírodní léčiva jsou hlavně čajové odvary z rostlin. I když léčivé čaje mají stále své místo a vyznavače, výzkum v oblasti přírodních léčiv je od 50. let minulého století zaměřen na hledání obsahové látky, zodpovědné za účinek. V rostlině je přítomna řada látek, ale pouze některé jsou nositeli fyziologického účinku. Proto je prioritní snahou vědců vyizolovat konkrétní látku nebo skupinu látek definovaných struktur s přesně určeným účinkem. Izoláty se pak používají přímo k léčení nebo k přípravě derivátů s lepší terapeutickou hodnotou a nezřídka slouží jako strukturní vzor pro syntézu. Výzvou, hýbající vývojem i v oboru přírodních léčiv, jsou pak biotechnologie. Uvádí se, že první léčivou rostlinou, o které se objevil psaný záznam na hliněných tabulkách v Egyptě asi 1500 let př. n. l., byla vrbová kůra (Salicis cortex). Ta byla zvláště ceněná pro své antipyretické účinky a účinky protizánětlivé. Ještě v 18. století se pil odvar z vrbové kůry, ten ale vyvolával při delším užívání bolení žaludku. Proto se chemici snažili tuto účinnou látku vyizolovat a modifikovat – tak byl na konci 19. století vyroben derivát kyseliny salicylové a patentován aspirin.

„Pokud lékař doporučí pacientovi přírodní lék, většinu pacientů jako první napadne čajový odvar,“ říká prof. RNDr. Václav Suchý DrSc. z Ústavu přírodních léčiv Farmaceutické fakulty Veterinární a farmaceutické univerzity Brno. „Přírodní léčiva však nejsou zdaleka jen čajoviny, ale také extrakty z drog, u nichž je díky technologickému zpracování vyšší obsah účinných látek. Vrcholem současných přírodních léčiv jsou pak tzv. izoláty, tedy z rostlin vyizolované čisté látky splňující požadavky účelné a bezpečné farmakoterapie. Zároveň málokdo ví, že přírodní léčiva lze získat nejen z rostlin, ale také ze živočichů či mikroorganismů. Z řečeného vyplývá, že rostliny ustupují z přímého využití a stávají se stále více průmyslovou surovinou,“ pokračuje prof. Suchý.

Medicína zaznamenává velký návrat k přírodním léčivům. I když se totiž některé původně přírodní léčivé látky podařilo synteticky vyrobit v laboratořích, je jejich výroba stále tak finančně náročná, že se málo využívá. Příkladem farmaka, které dnes zažívá svou velkou „renesanci“ je chinin. Patří mezi účinná a používaná antimalarika – v tropických státech se v současnosti zakládají rozsáhlé nové plantáže s různými druhy chinovníků. Obdobným příkladem nezastupitelnosti fytofarmak v terapii jsou látky využívané k výrobě léků proti nádorovým onemocněním jako jsou např. alkaloidy vinblastin a vinkristin z barvínku růžového (Catharanthus rozdus) nebo taxol z tisu krátkolistého (Taxus brevifolia) či kamptotecin získávaný z čínských stromů rodu Camptotheca.

„Produkce obsahových látek rostlinného původu je většinou finančně nákladná a technologicky náročná. Například k získání 1 gramu vincristinu je potřeba zpracovat až 500 kg sušené drogy. Nebo pro získání jednoho kilogramu taxolu je potřeba kůry z dvou a půl tisíce dospělých stromů. Přitom odhadovaná spotřeba jen pro léčení nádorů vaječníků v USA představuje dvacet až pětadvacet kilogramů ročně. Je téměř nepsaným pravidlem, že účinné látky je v rostlině velmi málo a nezbývá než vypěstovat a zpracovat velké množství rostlinného materiálu“ doplňuje prof. Suchý.

Hlavní těžisko práce odborníka v oboru přírodních léčiv spočívá v izolaci účinných látek a v hledání možností ke zvýšení jejich obsahu. Z drog se izolují sekundární metabolity, u kterých je za pomoci spektrálních metod následně určena jejich struktura a ve spolupráci s biology a farmakology testována jejich biologická aktivita.

„Naše laboratoře jsou vybaveny moderními přístroji a technologiemi. Představa, že gró naší činnosti spočívá ve sběru rostlin a jejich následném sušení a vyluhování je tedy opravdu mylná. Věda dnes už není tak voluntaristická jak tomu bylo v 60. letech minulého století. Cíleně se hledají látky s požadovaným účinkem. Za pomoci screeningu jsme schopni v reálném čase najít například látky, které zháší kyslíkové či dusíkové radikály, které se uplatňují při vzniku celé řady onemocnění, včetně rakoviny. Vývoj v oblasti izolačních a spektrálních metod změnil i tempo vývoje a práce v našem oboru – to, co se dříve dělalo několik měsíců, je dnes hotové za několik týdnů. Zásadní podíl na tom měly a mají samozřejmě počítače, které řadu procesů urychlily,“ uvádí prof. Suchý.

Přírodní léčiva mají v současné medicíně své přesné místo. „Neupřednostňoval bych přírodní nebo syntetické léčivo, protože každé z nich má své místo v terapii. Pacientovi je obvykle jedno, jaký je původ léčiva, on očekává, že dostane lék, který ho zbaví bolesti a nemoci. Skutečností zůstává, že řada léčiv přírodního původu, včetně izolátů z rostlin a mikroorganismů, je takřka nenahraditelných, jako i výše zmíněná cytostatika či chinin,“ uzavírá prof. Suchý.

Obor přírodních léčiv se neustále vyvíjí. V současné době jsou na vzestupu nové metody, řazené mezi biotechnologie. Ty využívají při studiu tvorby a produkce látek např. rostlinné tkáňové kultury ať již kalusové nebo buněčné, případně imobilizované enzymy. Další biotechnologie fungují na principu, kdy se různým způsobem geneticky ovlivňují vybrané druhy mikroorganismů, jejichž životní cyklus je krátký, takže se velice rychle množí. To znamená, že za krátkou dobu lze získat až několik kilogramů masy, představující surovinu pro izolaci. Když se podaří do genu mikroorganismů vtělit informaci, která je zodpovědná za biosyntézu léčivé látky, tak ji mikroorganismy začnou produkovat samy. Takto se už dnes některé látky vyrábějí – je to ale proces velice náročný jak vědomostně, tak materiálně. Současné predikce hovoří o tom, že bude trvat cca 15 – 20 let, než se tato metoda začne „běžně“ průmyslově využívat.

Lucie Stejskalová

Veterinární a farmaceutická univerzita Brno