Ki barát, ki ellenség?

Napjainkban gőzerővel folyik annak megfejtése, hogy maguk a növények mire használják azokat az anyagokat, amelyeket belőlük kivonva mi gyógyszerként alkalmazunk. Jeffery Dangl vezető szerző és munkatársai, az amerikai Howard Hughes Medical Institute munkatársai feltárták, hogy a növények nemcsak az eddig ismert védekezési hormon szerepben használják a szalicilsavat, azaz az nem pusztán a kórokozók távoltartására szolgál, de aktívan közreműködik a növény számára hasznos, szimbionta baktériumok bevonzásában is. Vagyis a szalicilsav egy olyan növényi hormon, ami segít a növénynek eldönteni, hogy ki a barát, illetve ellenség, és szabályozza a gyökér-mikrobiom kialakulását.

Immunjelátvitel és stresszkommunikáció

Mint a Science-ben megjelent tanulmány - Salicylic acid modulates colonization of the root microbiome by specific bacterial taxa – szerzői hangsúlyozzák, vizsgálatuknak az volt a célja, hogy megértsék, a növény hogyan tud szelektálni a talajban élő több tízezer fajta baktérium között, hogyan alakít ki szimbiotikus kapcsolatot a számára hasznos baktériumokkal és hogyan tartja távol a kórokozókat. A növények gyökere körül kialakuló baktériumközösség, azaz a növény mikrobiomja jobb megértése pedig lehetővé teheti az ember számára ezen baktériumközösség manipulálását és a terméshozam növelését, valamint új növényi hormonok megismerése révén esetlegesen új humán gyógyszerek kifejlesztését.

A kutatók az Arabidopsis thaliana – lúdfű – különböző genetikailag módosított egyedeit használták vizsgálataikhoz. A lúdfű alacsony kromoszómaszáma (5) és rövid generációs ideje miatt a növénybiológiai kutatások modellorganizmusa, hasonlóan a szintén modellorganizmusként használatos E. coli baktériumhoz, vagy az állatbiológiai kutatások  eszközeihez, az ecetmuslicához (Drosophila melanogaster) vagy a fonálféreghez (C. elegans). Mivel a lúdfű genomja roppant kicsi, ez volt az első növény, amelynek teljes genetikai állományát szekvenálták (2000-ben).

A vizsgálatok során a kutatók olyan genetikailag módosított lúdfüveket használtak, amelyekből hiányzott a három ismert, növényi védekezésben használatos hormon (szalicilsav, jázmonsav, etilén) közül egy, kettő vagy mindhárom. Mint kiderült, azok a növények, amelyek mindhárom fajta immunjelátvivőt nélkülözték, nem maradtak életben, míg az egy, illetve két molekulát nélkülözők látszólag jól kompenzálták a hiányt, azonban a gyökereikkel szimbiózisban élő baktériumfajták meghatározása révén (ezt a kutatók a bakteriális riboszómális RNS szekvenálásával hajtották végre) kiderült: a gyökér-mikrobiom szignifikánsan megváltozott azon növények esetében, amelyek nélkülözték a szalicilsavat. Mint Dangl kifejti: a szalicilsav nemcsak a potenciális kártevőket tartja távol, de pozitív jelátvitel révén a növény gyökeréhez vonzza a hasznos baktériumokat, azaz a szalicilsav determinálja, hogy milyen mikrobák kolonizálják a gyökereket.

Kis mennyiségben vitamin

A szalicilsavat, ami többek között az aszpirin aktív metabolitja, ősidők óta használja az emberiség gyulladás-, fájdalom- és lázcsillapításra, Hippokratész pl. fejfájás csillapítására ajánlotta a fűzfakéreg-kivonatot. A modern időkben ezen kívül véralvadásgátlásra (szívinfarktus- és stroke-megelőzés), valamint a tumorok növekedésének visszaszorítására is használjuk (különösen vastagbélrák-ellenes hatása ismert), továbbá kiderült antidiabetikus hatása is. Az aszpirin az egyik leggyakrabban használt orvosság világszerte, évente 40.000 tonnányit fogyaszt belőle az emberiség, a WHO „alapvető gyógyszerek” listáján is szerepel.

Egy 2004-es New Scientist-cikk egyenesen azt vetette fel, hogy a szalicilsav valójában a vitaminokhoz és az antioxidánsokhoz hasonló mikrotápanyag, amit inkább S-vitaminnak kellene neveznünk.

Magát a molekulát 1763-ban vonták ki fűzfakéregből, később réti legyezőfűből, gyöngyvesszőből (Filipendula/Spiraea ulmaria – ennek nevéből: Spiraea – származik az aszpirin szó), azonban a fa- és gyökérkérgeken kívül számos más növényi rész és gomba is szignifikáns mennyiségben tartalmazza, így pl. az éretlen gyümölcsök és zöldségek, valamint a mandula és a földi mogyoró. Gyulladásgátló hatását emberben a ciklooxigenáz gátlása révén fejti ki, ennek felfedezéséért járt egyébként az 1982-es élettani Nobel-díj.

Nagy mennyiségben méreg

Egy 2009-es tanulmány, ami a fertőző betegségekkel foglalkozó amerikai tudományos társaság lapjában, a Clinical Infectious Diseases című szaklapban jelent meg, felvetett egy érdekes hipotézist: Karen Starko szerző szerint elképzelhető, hogy az első világháború utáni influenzajárvány óriási mortalitásához a tömeges aszpirin-mérgezés is hozzájárulhatott (Salicylates and Pandemic Influenza Mortality, 1918–1919 Pharmacology, Pathology, and Historic Evidence). Mint a cikk kifejti: 1918-ban az európai és amerikai orvosi társaságok hatalmas dózisú aszpirint ajánlottak az influenza tüneteinek enyhítésére (ma megelőzésképp napi 80mg-ot ajánlanak, akkor 8–31g volt a napi fogyasztás), így sok beteg az aszpirinmérgezés következtében kialakuló tüdőödéma miatt halhatott meg. A nagy szalicilsav-fogyasztáshoz az is hozzájárult, írja Starko, hogy addigra lejárt az aszpirin szabadalmi védettsége, és a szer hatalmas mennyiségben áramlott a piacra.

A jövő

A szalicilsav további potenciális orvosi felhasználásait is vizsgálják - egyelőre sejtvonalakon -, így szóba kerül limfoblasztos leukémia, prosztata-, emlőrák és melanoma terápiájában (Plant stress hormones suppress the proliferation and induce apoptosis in human cancer cells).