Forskare har sammanställt den första omfattande översynen av vegetabiliska naturprodukter som spelar en roll i antibakteriell aktivitet, att fungera som vägledning i sökandet efter nya läkemedel för att bekämpa antibiotikaresistenta patogener.

Kemiska recensioner publicerade arbetet av forskare vid Emory University, som inkluderar 459 vegetabiliska naturprodukter som uppfyllde strikta kriterier för att påvisa antibakteriell aktivitet. Granskningen är också deponerad på Shared Platform for Antibiotic Research and Knowledge (SPARK), sponsras av Pew Charitable Trusts.

"Vi hoppas att kemister och farmakologiska forskare kommer att använda vår recension som en guide för att gräva djupare i den lovande potentialen hos många växtföreningar, "säger Cassandra Quave, seniorförfattare till recensionen och docent i Emory's Center for the Study of Human Health och Emory School of Medicine's Department of Dermatology. Quave är också medlem i Emory Antibiotic Resistance Center.

I USA, minst 2,8 miljoner människor får antibiotikaresistenta infektioner varje år och mer än 35, 000 människor dör av dem, enligt Centers for Disease Control and Prevention.

"Om det någonsin fanns en tid att odla vår kunskap och utnyttja växternas kemiska kraft, detta är det, "Säger Quave." Vi ser en ökning av antimikrobiellt motstånd över hela världen. Och, på samma gång, Vi förlorar också stora mängder växtbiologisk mångfald. "

Två av fem anläggningar beräknas för närvarande hotas av utrotning, enligt State of the World's Plants and Fungi Report, publicerad 2020 av Royal Botanic Gardens, Kew.

Quave är ledande inom medicinsk etnobotanik, studera hur urbefolkningen införlivar växter i läkande metoder för att avslöja lovande kandidater för nya läkemedel. Quave -labbet har identifierat föreningar från växter som det brasilianska pepperträdet, den amerikanska skönhetsbären och den europeiska kastanjen som hämmar farliga antibiotikaresistenta bakterier.

Hennes labb hittade, till exempel, att triterpenoidsyror från det brasilianska pepperträdet "avväpnar" meticillinresistent Staphylococcus aureus, känd som MRSA, genom att blockera dess förmåga att producera toxiner.

Det första antibiotikumet, penicillin, härstammar från mikrober i mögel som dödar bakterier. Sedan dess, forskare har hittat andra mikroorganismer som lever i jord som är lätta att odla i laboratorier och kan döda patogener som är resistenta mot vissa läkemedel. Bakteriernas förmåga att fortsätta utveckla resistens, dock, överträffar möjligheten att generera effektiva läkemedel från dessa källor.

"Ett hinder för att plantera naturprodukter som gör det till den nya läkemedelsrörledningen är komplexiteten i upptäcktsprocessen, "Säger Quave." Du måste identifiera en lovande växtkandidat, reta igenom hundratals kemikalier som finns i en viss växt för att identifiera den aktiva föreningen, och isolera sedan tillräckligt med denna förening för att göra experiment på den. Det är inte så lätt som att sekvensera en jordmikro och växa upp en stor kärl för att utföra experiment. "

Att utnyttja kunskapen hos traditionella människor som har använt växter i århundraden för att behandla infektioner erbjuder värdefulla ledtrådar för var man ska fokusera forskning, tillägger hon.

"Under de senaste decennierna har intresset har ökat för att undersöka växter som potentiella läkemedelskandidater, "Säger Quave." Tekniken har förbättrats för att lättare komma åt och studera bioaktiva molekyler i växter. Och fler papper publiceras som följer standardiserade förfaranden för utvärdering av antimikrobiell aktivitet bland växtföreningar. "

För den aktuella översynen, Quave-labbet tittade på nästan 200 artiklar publicerade mellan 2012 och 2019 som uppfyllde strikta standardiseringskriterier för autentisering av växtbaserade föreningar som signifikant hämmade antibakteriell aktivitet. Medförfattarna sträckte sig över studenter som genomförde de första litteraturöversikterna för doktorander och forskare specialiserade på biologi, kemi, farmakologi och/eller botanik.

De 459 föreningar som ingår i granskningen omfattar en mängd olika arter - inklusive de från vanligt kända växtfamiljer som citrus, prästkragar, bönor och mynta. Föreningarna faller i tre huvudklasser av kemikalier:Ungefär hälften är fenolderivat, cirka 25 procent är terpenoider, nästan 6 procent är alkaloider och resten klassificeras som andra metaboliter.

Granskningsförfattarna valde 183 av föreningarna och gav ytterligare diskussion om deras antibakteriella aktivitet, biosyntes, kemisk struktur, verkningsmekanism och deras potential som antibiotika.

"Dessa är alla föreningar som de förekommer i naturen, inte syntetiseras eller derivatiseras av kemister, "Quave förklarar." Vi ville ge en systematisk översikt som tar lovande läkemedelskandidater i framkant, öppnar nytt kemiskt utrymme för upptäckt. Vår granskning kan fungera som en utgångspunkt för kemister att överväga om de möjligen kan optimera någon av dessa föreningar för att bli ställningar för antibiotikabehandlingar. "