Područje Biomedicine I Zdravstva Farmaceutsko-Biokemijski Fakultet
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
POPIS VALJANO PRIJAVLJENIH RADOVA ZA AK. GOD. 2014./2015. PODRUČJE BIOMEDICINE I ZDRAVSTVA FARMACEUTSKO-BIOKEMIJSKI FAKULTET 1. Ivan Sušanj i Matija Salopek Ispitivanje mehanizma toksičnosti vodenog ekstrakta kore obične krkavine (Frangula alnus Mill.) i emodina na stanicama ljudske krvi Kora obične krkavine, Frangula alnus Mill. (sin. Rhamnus frangula L.) priznata je kao laksativ. U biljnim ljekarnama se mogu nabaviti preparati na bazi kore obične krkavine, a ljekovito djelovanje kore obične krkavine odobreno je i od strane Europskog parlamenta kao biljni proizvod s „dobro ustanovljenom medicinskom upotrebom“ za liječenje opstipacije. Laksativno svojstvo kore obične krkavine pripisano je njenom sekundarnom metabolitu - emodinu. Na sredstvima na bazi kore obične krkavine naznačeno je da su namijenjeni samo za kratkotrajnu upotrebu. Naime, poznat je niz negativnih učinaka preparata na bazi kore obične krkavine – od gubitka kalija, nadraženosti crijeva do pigmentacije crijeva, a prijavljeni su i slučajevi razvoja karcinoma. Stoga je cilj ovoga istraživanja bio ispitati toksične učinke ekstrakta kore obične krkavine na stanicama ljudske krvi te utvrditi ulogu oksidacijskog stresa kao mogućeg mehanizma toksičnosti, u svrhu utvrđivanja mogućeg štetnog učinka ovoga preparata na ljudsko zdravlje. Kako bi se sa sigurnošću moglo pripisati toksične učinke kore obične krkavine emodinu, u istraživanje je uključen i emodin. Istraživanje je provedeno na ljudskoj krvi koja je tretirana ili vodenim ekstraktom kore obične krkavine (u koncentracijskom rasponu od 0 do 1750 μg/mL) ili emodinom (u koncentracijskom rasponu od 0 do 200 μg/mL) kroz 24 sata. Nakon tretmana u izoliranim mononuklearnim stanicama diferencijalnim bojanjem određena je citotoksičnost, komet testom oštećenje DNA, a razina oksidacijskog stresa određena je mjerenjem reaktivnih kisikovih vrsta (ROS) i glutationa (GSH). Rezultati su pokazali da je vodeni ekstrakt kore obične krkavine toksičan za ljudske stanice krvi već pri koncentraciji od 500 μg/mL, a emodin pri koncentraciji od 150 μg/mL. Te su koncentracije bile i genotoksične, odnosno uzrokovale su značajno oštećenje DNA stanica ljudske krvi. Praćenje razine oksidacijskog stresa pokazalo je da i vodeni ekstrakt kore obične krkavine i emodin pri koncentracijama koje nisu bile ni citotoksične ni genotoksične povećavaju stvaranje ROS što ukazuje na to da je oksidacijski stres mehanizam citotoksičnosti i genotoksičnosti kako kore obične krkavine tako i emodina. Dobiveni rezultati potvrđuju da je emodin taj koji pridonosi njenom toksičnom učinku. Obična krkavina i emodin toksični su za stanice ljudske krvi te stoga preparate na bazi obične krkavine ili one koji sadrže emodin treba koristiti oprezno. Bark of Frangula alnus Mill. (syn. Rhamnus frangula L.) in traditional folk medicine is used as a mild laxative. Medicines based on F. alnus bark are easily obtainable, and according to the EU parliament are considered as medicinal products with “well-established medicinal use”. Laxative properties of F. alnus bark are attributed to its main anthraquinone derivate emodin. It is suggested that medicines based on bark of F. alnus should only be considered for short term use. There are a number of known side-effects of medicinal preparation based on F. alnus. bark ranging from potassium deficiency, bowel irritability to the risk of developing carcinoma. Therefore, the goal of this study was to establish toxic effects of F. alnus bark by assessing toxicity of extract of F. alnus bark as well as of emodin and to determine whether oxidative stress is a possible mechanism of their toxicity. Obtained results will possibly help clarify the mechanisms of side-effects of medicinal preparations based on F. alnus bark on human health. The experiments were conducted on human blood samples treated with either water extracts of F. alnus bark (concentrations ranging from 0 to 1750 μg/mL) or emodin (concentrations ranging from 0 to 200 μg/mL) for 24 hours. After treatment, in isolated mononuclear cells parameters of cytotoxicity, genotoxicity and oxidative stress were determined. Oxidative stress was determined by assessing the level of reactive oxygen species (ROS) and glutathione (GSH) in the cell. The water extract of F. alnus bark was cytotoxic to the mononuclear blood cells at concentration of 500 μg/mL and emodin at 150 μg/mL. These concentrations were also genotoxic, meaning they caused significant DNA damage to the mononuclear blood cells. The F. alnus bark and emodin both induced an increase in ROS level in the concentrations that were neither cytotoxic nor genotoxic, pointing to the fact that oxidative stress is the mechanism of their cytotoxicity and genotoxicity. Results of this study indicate that emodin, the main anthraquinone derivative in F. alnus bark contributes greatly to toxic effects of F. alnus bark and that bark of F. alnus and emodin are both toxic to human blood cells. Therefore, pharmaceuticals based on F. alnus bark or emodin should be used with caution. Obrazloženje mentora, Ivan Sušanj, Farmaceutsko-biokemijski fakultet Natječaj za dodjelu Rektorove nagrade za ak. god. 2014/2015. Prosudbenom povjerenstvu PREDMET: Obrazloženje mentora o udovoljavanju kriterijima izvrsnosti i preporuka Ivan Sušanj i Matija Salopek studenti su druge godine studija Farmacije na Farmaceutsko-biokemijskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Pod mojim vodstvom izradili su rad pod naslovom „Ispitivanje mehanizma toksičnosti vodenog ekstrakta kore obične krkavine (Frangula alnus Mill.) i emodina na stanicama ljudske krvi“ te ga prijavili na natječaj za Rektorovu nagradu u akademskoj godini 2014/2015. Tema rada vrlo je zanimljiva i aktualna ne samo s farmaceutskog već i s opće-zdravstvenog gledišta. Preparati na bazi kore obične krkavine i emodina često se koriste kao laksativna sredstva, iako toksikološki profil takvih preparata nije u potpunosti ispitan. Stoga je u ovome radu sistematski pristupljeno ispitivanju toksičnih učinaka i mehanizama toksičnosti kore obične krkavine i emodina, a s ciljem da se utvrde mogući toksični učinci ovog biljnog preparata na ljudsko zdravlje. Predloženi rad sastoji se od 49 stranica, 19 slika i 44 literaturna navoda. Ovo istraživanje nastavlja se na dosadašnja istraživanja projekata koji su u prethodnom razdoblju financirani od Ministarstva znanosti, obrazovanja i sporta: Mutageni i antimutageni u ekogenetičkim istraživanjima (022-0222148-2125) i Mikromorfološka i kemotaksonomska istraživanja nekih vrsta porodica Lamiaceae (006-0000000-3178). Važno je napomenuti da je ovo istraživanje povezalo istraživače sa znanstvenih i znanstveno-nastavnih institucija u Zagrebu, odnosno s Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada i s Farmaceutsko-biokemijskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu. Iako su Ivan Sušanj i Matija Salopek student tek druge godine pokazali su veliki interes za usvajanje novih znanja i vještina. Aktivno su sudjelovali u svakoj fazi ovoga istraživanja, od prikupljanja literature, planiranja eksperimentalnog dijela, do njegovog izvođenja te obrade rezultata. Prilikom izvođenja eksperimentalnog rada pokazali su sklonost timskom radu. Samostalno su napisali rad i donijeli zaključke. Njihov interes za znanstveni rad ne čudi jer s prosjekom ocjena Ivan (4,6) i Matija (4,0) spadaju u ponajbolje studente svoje generacije. Vjerujem da su tokom izrade ovoga rada stekli važna iskustva te stekli saznanja o važnosti znanstvenog rada. Smatram da ovaj rad zadovoljava svim kriterijima izvrsnosti istaknutim Natječajem te predlažem rad studenata Ivana Sušnja i Matije Salopeka za Rektorovu nagradu u akademskoj godini 2014/2015. izv. prof. dr. sc. Ana-Marija Domijan Zavod za farmaceutsku botaniku Farmaceutsko-biokemijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu e-mail: [email protected] U Zagrebu, 29. 4. 2015. 2. Filip Blažević, Tamara Milekić Utjecaj lecitinsko-kitozanskih nanočestica s melatoninom na cijeljenje rane in vitro Cilj ovog istraživanja je priprava nanočestica kitozana i melatonina za topikalnu primjenu te evaluacija njihovog učinka na cijeljenje (epitelizaciju) rane in vitro u ovisnosti o sadržaju uklopljenog melatonina i svojstvima kitozana. Najnovija istraživanja u okviru razvoja funkcionalnih obloga temelje se na primjeni (bio)polimera s učinkom na cijeljenje rana, primjerice kroz utjecaj na migraciju i proliferaciju stanica kože, antimikrobni učinak te hemostatsko djelovanje. Razvijaju se polimerni terapijski nanosustavi koji mogu pridonijeti procesu cijeljenja ovisno o sadržaju djelatne tvari, polimernom sastavu i specifičnim fizičko-kemijskim svojstvima. U ovom radu lecitinsko-kitozanske nanočestice s melatoninom uspješno su pripravljene ionskom interakcijom između lecitina i kitozana. U pripravi nanočestica korištena su četiri tipa kitozana koja se međusobno razlikuju po molekulskoj masi (50-150 kDa ili 150-400 kDa) i/ili stupnju deacetilacije (75-90 % ili ˃90 %). Pripravljene su nanočestice srednjeg promjera od 245,2±2,8 do 277,1±7,6 nm, pozitivnog zeta-potencijala (23,4±0,9 do 32,5±1,2 mV) te zadovoljavajućeg sadržaja melatonina (3,8±0,3 do 4,3±0,4 %). Veličina i površinski naboj nanočestica ovisili su o molekulskoj masi i stupnju deacetilacije kitozana. Za sve ispitivane lecitinsko-kitozanske nanočestice dobiveni su slični bifazični profili produljenog oslobađanja melatonina. Izlaganje stanica suspenzijama nanočestica s melatoninom pri koncentraciji kitozana manjoj od 20 µgml-1 nije značajnije utjecalo na vijabilnost stanica, neovisno o tipu korištenog kitozana. Pri ispitivanju cijeljenja (epitelizacije)