Forskare vid Institutionen för fysiologi och biofysik vid University of California, Irvine School of Medicine har upptäckt den molekylära grunden för en terapeutisk verkan av en gammal örtmedicin som används över hela Afrika för att behandla olika sjukdomar, inklusive epilepsi.

Örtmedicinen, ett blad extrakt från busken Mallotus oppositifolius , befanns tidigare vara effektivt för att kontrollera anfall men mekanismen var okänd. Upptäckten, publicerad i Naturkommunikation , fann att två komponenter i Mallotus blad extrakt aktiverar KCNQ2/3, en kaliumjonkanal som är avgörande för att kontrollera elektrisk aktivitet i hjärnan. De två komponenterna var något effektiva ensamma, men i kombination var mycket effektiva både för att aktivera KCNQ2/3-kanaler och för att förhindra livshotande anfall.

UCI -forskargruppen, bestående av postdoktor Rían Manville, Ph.D. och huvudutredaren Geoffrey Abbott, MSc, Ph.D., screenade enskilda föreningar från blad extrakt för kanalöppningsaktivitet, och kombinerade sedan de två mest aktiva föreningarna för att upptäcka den terapeutiska synergin i en afrikansk folkmedicin som använts i århundraden. Slående, en av de två identifierade föreningarna, isovalerinsyra, är också en huvudkomponent i valerianrot, en ört som används i antika Grekland som sömnlöshet, och i århundraden av engelska och även infödda amerikaner som ett antikonvulsivt medel. Valerianrot används fortfarande av så många som 2 miljoner människor varje vecka i USA som ett växtbaserat läkemedel mot ångest och sömnlöshet.

"Vi är mycket intresserade av att ta ett molekylärt förhållningssätt till etnobotanik - studiet av växter och deras användning av lokala befolkningar - för att upptäcka de molekylära mekanismerna för gamla läkemedel och att använda denna kunskap för att skapa säkrare och mer effektiva läkemedel. KCNQ -kanalerna vi studerar öppnas vanligtvis av elektrisk aktivitet, men vi vet att de också är otroligt känsliga för förekomsten av små molekyler, inklusive signalsubstanser, men även molekyler utifrån, som droger, och beståndsdelar i livsmedel och örtextrakt, "sa Abbott." Vissa folkmedicin riskerar att gå förlorade, antingen för att traditionella metoder glöms bort, eller för att de använda växtarterna är hotade. Förlust av arter kan uppstå vid överinsamling, förstörelse av livsmiljöer, eller klimatförändringar. Det finns en tävling mot tiden för att förhindra att denna otroliga resurs förloras för alltid. "

UCI -teamet fann att örtextraktet som de studerade hade olika kanalsubtyppreferenser än moderna läkemedel som aktiverar KCNQ2/3 -kanalen, såsom det antikonvulsiva läkemedlet, retigabin. På grund av detta, genom att kombinera växtbaserade föreningar med retigabin, de kunde helt låsa upp kanalen, en bedrift som inte tidigare uppnåtts.

"Att låsa upp kanalen är ett snyggt trick, men det kan också ha kliniska konsekvenser. Retigabin togs bort från marknaden förra året på grund av en överraskande bieffekt:det gör huden och ögonvita blåa. Dock, genom att kombinera retigabin med växtbaserade komponenter, vi fann att vi kraftigt kunde minska retigabin -dosen som krävs för aktivitet. Denna typ av strategi kan en dag göra det möjligt för oss att använda läkemedel som retigabin vid doser som är tillräckligt låga för att vara säkra, samtidigt som de behåller eller till och med förbättrar deras effektivitet genom att kombinera dem med naturliga boosterföreningar som härrör från växter, sa Abbott.

Förutom förstärkande effekterna av örtextraktet, identifiering av specifika kemikaliers förmåga att aktivera inflytelserika jonkanaler som KCNQ2/3 kan leda en dag till ny epilepsi, ångest- och smärtstillande läkemedel som utnyttjar de alternativa kemiska utrymmena som erbjuds av etnobotaniska molekylära beståndsdelar.