Pod mikroskopom sa zhluky ihličkovitých kryštálov zhromažďujú a v prirodzenom svetle žiaria bielou farbou.
Nedávno boli reportéri z Changjiang Daily svedkami oddelenia jedinej zlúčeniny – kinsenozidu – z čínskeho bylinného lieku Anoectochilus roxburghii v novom laboratóriu liekov na Farmaceutickej fakulte, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Táto zložka určuje farmakologickú aktivitu tradičnéhoAnoectochilus roxburghii.
Stĺpcový kryštalický kinsenozid zostáva na dne banky. Foto: Li Yonggang, reportér denníka Changjiang Daily
Divoký Anoectochilus roxburghii bol zaradený medzi ohrozené rastliny provinciou Fujian, jej primárnou produkčnou oblasťou, v roku 1990. 7. augusta 2021 bol divoký Anoectochilus roxburghii zaradený do čínskeho národného zoznamu chránených voľne žijúcich rastlín triedy II. Táto rastlina prešla za posledné dve desaťročia dramatickými zmenami. V laboratóriu Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology strávil tím profesora Zhang Yonghui 20 rokov venovaného výskumu vývojom kinsenozidových tabliet, inovatívneho chemického lieku 1. triedy s malou molekulou. Produkt získal národné schválenie pre I. fázu klinických skúšok 28. júla tohto roku a chystá sa spustiť I. fázu humánnych skúšok. Predtým bolo prevedených 10 patentov pokrývajúcich vynález a aplikáciu Anoectochilus roxburghii na prevenciu a liečbu ochorení pečene za míľnikovú platbu vo výške 240 miliónov RMB. Umelo pestovaný Anoectochilus roxburghii obsahuje vyššie hladiny kinsenozidu, svojej základnej liečivej účinnej látky, ako divoké odrody, pričom kvalita sa neustále zlepšuje. S 2000-ročnou históriou ako liečivá a jedlá bylina medzi miestnymi obyvateľmi Fujian, Anoectochilus roxburghii môže byť teraz spracovaný na chemické liečivá, moderné tradičné čínske lieky a liečivo-potravinové homológne bylinné suroviny.
Tím profesora Zhang Yonghui tiež úspešne zaviedol cestu chemickej syntézy kinsenozidu, čo znamená, že kinsenozid sa môže vyrábať chemickou syntézou.
Konvergencia tradičnej čínskej a západnej medicíny sa realizuje prostredníctvom Anoectochilus roxburghii.
Profesor Zhang Yonghui. Foto: Li Yonggang, reportér denníka Changjiang Daily
2 000 rokov ľudového využívania — Odhalenie funkčného tajomstva Anoectochilus Roxburghii v laboratóriu
Zhang Yonghui sa narodil v poľnohospodárskej rodine a v roku 1991 vyštudoval strednú školu Huanggang v provincii Hubei a bol prijatý na lekársku univerzitu Tongji (teraz Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology) na odbor farmácia.
S rozmachom prírodného farmaceutického výskumu v 70. rokoch minulého storočia sa objavila nová disciplína nazývaná prírodná farmaceutická chémia. Počas postgraduálneho štúdia sa Zhang špecializoval na túto oblasť a systematicky ovládal širokú škálu výskumných metód a techník pre prírodnú farmaceutickú chémiu.
Po získaní magisterského titulu v roku 2000 zostal Zhang na akademickej pôde, aby sa venoval výskumu prírodnej medicíny. "Čínske bylinné lieky majú históriu siahajúcu tisíce rokov. V minulosti sme nedokázali objasniť materiálny základ za terapeutickými účinkami väčšiny rastlinných liekov; teraz máme odhodlanie a dôveru, aby sme to zistili," pripomenul Zhang. V priebehu niekoľkých mesiacov stanovil Anoectochilus roxburghii ako predmet svojho výskumu.
Anoectochilus roxburghii je orchidea rodu Anoectochilus s tmavofialovo-červenými listami pokrytými sieťami zlatých žíl, čo je výrazná a krásna vlastnosť. Rastie v provinciách Fujian, Taiwan a Yunnan v Číne, ako aj v Japonsku a niekoľkých krajinách juhovýchodnej Ázie.
Lesne pestovaný Anoectochilus roxburghii.
Reportéri robili rozhovory s miestnymi pestovateľmi byliniek v meste Yong’an v prefektúre Sanming v provincii Fujian od 13. do 15. augusta tohto roku. Farmári povedali: "Vtáky považujú listy Anoectochilus roxburghii za ženšen, preto to nazývame aj ‚vtáčí ženšen‘. Živia sa ním aj divoké horské zvieratá. Naši predkovia to pozorovali už dávno."
Miestni obyvatelia Fujian oslavujú Anoectochilus roxburghii ako „kráľa bylín“, pričom história ľudového používania siaha viac ako 2000 rokov. Je známy ako univerzálny detoxikačný prostriedok: používa sa pri detských febrilných kŕčoch, uštipnutí jedovatým hadom, pri kocovine, chronickom kašli u starších ľudí a pri fyzickej slabosti po pôrode. V tradičných čínskych konceptoch wellness sú „vnútorné teplo“ a „toxíny“ hlavnými príčinami chorôb, čím sú očistenie od tepla a detoxikácia základnými zdravotnými prioritami.
Bola to táto pretrvávajúca ľudová medicínska múdrosť odovzdávaná po tisíce rokov, ktorá inšpirovala Zhanga k štúdiu Anoectochilus roxburghii. "Nikto však systematicky neanalyzoval jeho chemické zloženie, pričom presné aktívne zložky zodpovedné za jeho účinky neboli identifikované."
V roku 2004, ešte ako prednášajúci, Zhang predložil projekt Národnej nadácie pre prírodné vedy zameraný na Anoectochilus roxburghii a získal 220 000 RMB na financovanie výskumu, čím oficiálne začal výskum tejto byliny.
Počas letných prázdnin v roku 2004 viedol Zhang dvoch postgraduálnych študentov do mesta Zhangzhou v provincii Fujian, aby získali Anoectochilus roxburghii. V tom čase na mieste neexistovala žiadna umelá kultivácia, bolo možné nájsť len divo rastúce rastliny. Keďže u dodávateľov liečivých bylín neboli k dispozícii žiadne zásoby, tím precestoval horské oblasti, aby našiel skúsených bylinkárov a kúpil 3 kilogramy sušeného Anoectochilus roxburghii za 33 000 RMB finančných prostriedkov na výskum.
Počas dvoch rokov extrakciou, separáciou a čistením Zhang izoloval viac ako 10 zlúčenín z Anoectochilus roxburghii, v ktorých dominovali glykozidy. Toto znamenalo prvú úspešnú izoláciu kinsenozidu z Anoectochilus roxburghii pestovaného na Fujian.
Sušený Anoectochilus roxburghiirôznych odrôd na laboratórne testovanie. Foto: Li Yonggang, reportér denníka Changjiang Daily
Zhang a jeho tím vykonali experimenty na zvieratách s hlavnými kategóriami zlúčenín extrahovaných z Anoectochilus roxburghii, čím potvrdili, že kinsenozid – a nie flavonoidy alebo polysacharidy, ako sa predtým domnievali niektorí výskumníci – je hlavnou farmakologicky aktívnou zložkou byliny.
Kinsenozid extrahovaný z Anoectochilus roxburghii je glykozidová zlúčenina. Zhang uviedol: "Kvalita Anoectochilus roxburghii sa posudzuje výlučne podľa obsahu tejto jedinej zlúčeniny, kinsenozidu."
Ďalší výskum priniesol neustále prekvapenia. Divoký Anoectochilus roxburghii obsahuje viac ako 10 % hmotnosti kinsenozidu, zatiaľ čo umelo pestované odrody majú ešte vyššie koncentrácie – čo znamená, že každých 100 gramov byliny obsahuje najmenej 10 gramov kinsenozidu. Takýto vysoký obsah jedinej účinnej látky je medzi čínskymi bylinnými liekmi extrémne zriedkavý; väčšina liečivých rastlín obsahuje menej ako 1 % akejkoľvek jednotlivej aktívnej zložky a dobre známy paklitaxel tvorí iba 0,01 % kôry Taxus.
Pri vývoji nových chemických liekov výskumníci zvyčajne upravujú pôvodnú molekulárnu štruktúru sľubných kandidátskych zlúčenín, aby zvýšili účinnosť alebo znížili toxické vedľajšie účinky. Zhangov tím však zistil, že natívna molekulárna štruktúra kinsenozidu poskytuje optimálne terapeutické účinky a nevyžaduje žiadnu štrukturálnu modifikáciu.
Všetky liečivé látky nesú potenciálne riziká toxicity, ale systematické toxikologické testy preukázali, že kinsenozid je prakticky netoxický. "Toto je vzácny poklad, ktorý nám zanechali naši predkovia."
Vedenie kultivácie pomocou laboratórnych údajov — Revitalizácia ohrozenej rastliny
Skoro ráno 14. augusta, asi 60 kilometrov od mesta Yong’an, Sanming, 42-ročný Su Bingzhang a jeho 72-ročná matka uvoľnili pôdu pod moso bambusovými hájmi. V septembri tu plánovali presadiť 600-tisíc sadeníc Anoectochilus roxburghii.
Táto oblasť leží na vetvách pohoria Wuyi v nadmorskej výške viac ako 500 metrov a je pokrytá sviežimi bambusovými baldachýnmi. Tenké slnečné svetlo preniká cez bambusové listy na červenú pôdu. "Anoectochilus roxburghii nemôže odolať priamemu slnečnému žiareniu. V prirodzenom prostredí rastie pod lesmi, pričom jeho tieňom sú vysoké stromy a bambus," vysvetlil Shen Shaorong, zakladateľ Yong'an Huangnijia Co., Ltd., ktorý sprevádzal novinárov na horu.
Su Bingzhang (najzadnejší) a farmári nesú zozbieraný Anoectochilus roxburghii dole z hory. Prispel Su Bingzhang
Rodák z Hakky, Shen Shaorong, začal skúmať umelé šľachtenie a kultivačné techniky pre Anoectochilus roxburghii v roku 2005. Na jar 2013 Zhang so svojimi študentmi odcestoval do Huangnijia Co., Ltd. v Yong’an, aby získali surové Anoectochilus roxburghii na laboratórny výskum. V tom čase sa ďalšia výskumná fáza Zhanga zamerala na identifikáciu terapeutických silných stránok kinsenozidov na pokrok vo vývoji nových liekov, zatiaľ čo Shen už ovládal technológie rozmnožovania sadeníc tkanivových kultúr, podlesných a skleníkových výsadieb.
Po tejto exkurzii do Yong'anu väčšinu surového Anoectochilus roxburghii používaného v Zhangovom laboratóriu dodala Shenova plantáž. Shen tiež začal posielať vzorky rastlín do laboratória Zhang na testovanie, aby usmernil výber semien a optimalizáciu kultivácie.
V rozhovore zo 14. augusta tohto roku Shen spomínal: "Vtedy mi povedal, že potvrdil, že Anoectochilus roxburghii má hypoglykemické účinky takmer bez toxických vedľajších účinkov. Táto jediná veta ma motivovala k tomu, aby som dodnes pokračoval vo výskume umelej kultivácie."
V súčasnosti Shen prevádzkuje plantáž Anoectochilus roxburghii s rozlohou 3 200 mu podľa modelu „spoločnosť + farmár“. Každá mu dáva 220 kilogramov čerstvých listov, spracovaných na 22 kilogramov sušených bylín sušením pri nízkej teplote, predávaných za 5 800 RMB za kilogram.
„Pred presadením sadeníc rozdrvíme pôdu na jemné častice, rovnako ako pri príprave zeleninových záhonov,“ povedal Su Bingzhang, ktorý sa starostlivo stará o svoj 100-mu bambusový les. "Bez pestovania Anoectochilus roxburghii by táto horská krajina ležala neplodná." Slnkom opálený farmár sa úprimne usmieval. Su sa vrátil do svojho rodného mesta pred desiatimi rokmi po práci migrantov na pestovaní citrusov, ryže, moso bambusu a Anoectochilus roxburghii. Bylina teraz prispieva polovicou jeho celkového ročného príjmu.
Poľnohospodári kontrolujú sadenice Anoectochilus roxburghii vo fľašiach v hore Jiaoyu, Lincang, Yunnan. Prispel Chen Ling
Su nemá žiadne záznamy o tom, koľko z jeho kultivovaného Anoectochilus roxburghii bolo dodané do Zhangovho laboratória za posledné desaťročie. Wang Yafen, výskumník z New Drug Laboratory of Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, zaznamenal jasný trend: hladiny kinsenozidov v umelo kultivovaných vzorkách Anoectochilus roxburghii odoslaných na testovanie neustále stúpajú, pričom sa rok čo rok neustále zlepšuje.
Vo Fujian, kde je Anoectochilus roxburghii ocenený ako „kráľ bylín“, miestnym obyvateľom chýbali vedecké štandardy na posúdenie prémiovej kvality. Verili, že divoké byliny, podobne ako ženšen, získavajú lepšiu kvalitu s dlhšími rastovými cyklami. V tom čase miestne trhové ceny odzrkadľovali túto mylnú predstavu: dvojročné kvitnúce Anoectochilus roxburghii sa predávali za 2 000 RMB za jin, zatiaľ čo jednoročné kvitnúce zásoby dosiahli 1 000 RMB za jin.
Zhangove laboratórne údaje prevrátili túto tisícročnú ľudovú vieru. Testy ukázali, že kvitnúci Anoectochilus roxburghii obsahuje oveľa menej kinsenozidov ako nekvitnúce rastliny a dlhšie kultivačné cykly neznamenajú vyššiu účinnosť.
Existuje niekoľko odrôd Anoectochilus roxburghii, kategorizovaných podľa tvaru listov: okrúhle listy, špicaté listy, veľké listy a kmene s tenkými listami. Pomocou vlastných testovacích protokolov Zhang potvrdil, že listy obsahujú najvyššiu koncentráciu kinsenozidu. Po zdieľaní týchto zistení s pestovateľmi sa veľkolisté odrody rýchlo stali hlavným kultivovaným kmeňom.
Poľnohospodári zbierajú Anoectochilus roxburghii na hore Jiaoyu, Lincang, Yunnan. Prispel Chen Ling
Takmer 1 800 kilometrov od mesta Yong’an, Fujian, rastie 40 mú prosperujúceho Anoectochilus roxburghii v hore Jiaoyu, Lincang, provincia Yunnan. Chen Ling, vedúci Yunnan Shanyuan Biotechnology Development Co., Ltd., vysvetlil, že profesor Yu Longjiang z Huazhong University of Science and Technology predstavil pestovanie Anoectochilus roxburghii ako projekt na zmiernenie chudoby v Yunnane už v roku 2017, pričom školil miestnych farmárov v technikách umelého pestovania. Profesor Zhang Yonghui teraz pomáha pri navrhovaní normy miestnej bezpečnosti potravín Yunnanu pre Anoectochilus roxburghii, zatiaľ čo norma miestnej bezpečnosti potravín provincie Fujian pre Anoectochilus roxburghii, formulovaná pod jeho technickým vedením po piatich rokoch výskumu, bola oficiálne vydaná a implementovaná v júni 2022. Rastúci počet farmárov sa pripojil k pestovaniu Anoectochilus.
Podľa neúplných štatistík, ktoré zdieľa Zhang, celoštátne pestovanie Anoectochilus roxburghii pokrýva viac ako 100 000 mu s ročnou hodnotou priemyselnej produkcie 20 miliárd RMB. Kedysi ohrozená divoká rastlina Anoectochilus roxburghii bola revitalizovaná s podporou modernej vedy a techniky, z ktorej má ľudstvo nepretržitý úžitok.
20 rokov neochvejného výskumu — dôvera zakorenená v ľudovej medicínskej praxi
Miestni väčšinou konzumujú Anoectochilus roxburghii varením do odvarov alebo varením bylinkového čaju. Historické dokumenty zaznamenávajú jeho hypoglykemické a hypolipidemické účinky.
Zhangovým prvým výskumným cieľom bola regulácia glukózy v krvi. Experimenty na zvieratách ukázali, že kinsenozid poskytuje miernu hypoglykemickú aktivitu, ale slabšiu ako metformín, klasický antidiabetický liek. Zhang vysvetlil, že hladiny glukózy v krvi u modelových zvierat dosiahli 30 mmol/l; metformín znížil hladiny približne na 7 mmol/l, zatiaľ čo kinsenozid znížil glukózu len na približne 10 mmol/l. Pre vývoj inovatívnych chemických liekov musia kandidátske zlúčeniny prekonať existujúce liečivá, aby mali klinickú hodnotu, takže smer výskumu hypoglykémie sa zastavil.
Zhangovým druhým výskumným zameraním bola regulácia lipidov. Roky opakovaných štúdií potvrdili, že účinnosť kinsenozidu pri znižovaní lipidov zaostáva za statínovými liekmi, čo znamená ďalšiu veľkú prekážku pre tím objavujúci lieky.
Profesor Zhang Yonghui (úplne vpravo) hodnotí priebeh pokusov v laboratóriu. Foto: Li Yonggang, reportér denníka Changjiang Daily
"Hlbšie." Kedykoľvek sa členovia tímu stretli s ťažkosťami, Zhang použil túto mantru, aby ich povzbudil, aby neprehliadli jemné stopy skryté v experimentálnych údajoch.
Tieto dva zastavené výskumné smery neskôr odhalili dôležité poznatky: zatiaľ čo kinsenozid sa nemôže rovnať samostatnej hypoglykemickej sile metformínu alebo izolovanej sile na znižovanie lipidov statínov, jeho dvojité regulačné účinky na glukózu v krvi aj na lipidy v krvi poskytujú komplexné metabolické výhody, ktorým sa nevyrovná ani jedno liečivo.
"Starodávna ľudová múdrosť vložená do Anoectochilus roxburghii ako čínska bylinná medicína zaručuje nové objavy, ktoré čakajú na objavenie," uviedol Zhang. Vychádzajúc z ľudových tradícií používania byliny na zmiernenie kocoviny a ochranu pečene sa jeho tím zameral na výskum hepatoprotektívnych mechanizmov kinsenozidov.
Zhangovo laboratórium vytvorilo šesť odlišných modelov poškodenia pečene u zvierat pre zrýchlený výskum: alkoholické poškodenie pečene, poškodenie pečene spôsobené liekmi, cholestatické poškodenie pečene, poškodenie pečene spôsobené žiarením, nealkoholická steatohepatitída a fibróza pečene.
Na urýchlenie pokroku vo výskume si Zhang sám podával experimentálne dávky na testovanie polčasu rozpadu zlúčeniny. Štúdie potvrdili, že kinsenozid dosahuje maximálnu koncentráciu v krvi dve hodiny po podaní na zvieracích modeloch aj na ľudských subjektoch.
Professor Zhang Yonghui (úplne vpravo) hodnotí priebeh pokusov v laboratóriu. Foto: Li Yonggang, reportér denníka Changjiang Daily
„V našej najrušnejšej fáze som dva mesiace žil na akademickej pôde bez toho, aby som sa vrátil domov,“ spomínal Wang Yafen, jeden zo Zhangových študentov. Celý výskumný tím opísala ako neoblomných pracovníkov, ktorí si vyžadovali pripomienky k odpočinku. Od pondelka do soboty bola oficiálna pracovná doba, no laboratórium zostalo väčšinu nedieľ preplnené, nočné výskumné stretnutia boli samozrejmosťou.
Komplexná experimentálna práca rýchlo priniesla prelomy. V spolupráci s profesorom Xiang Mingom z Farmaceutickej školy, Zhangov tím identifikoval terapeutickú účinnosť kinsenozidu proti experimentálnej autoimunitnej hepatitíde spolu s jeho jedinečnou antifibrotickou aktivitou pečene. "Žiadny nový farmaceutický liek na fibrózu pečene zatiaľ nezískal globálne marketingové schválenie. Ak bude náš výskum úspešný, môžeme vyvinúť liečbu schopnú zastaviť progresiu z hepatitídy na cirhózu a rakovinu pečene," vysvetlil Zhang. Kinsenozid vykazuje silné ochranné účinky vo všetkých šiestich testovaných modeloch poškodenia pečene: alkoholické, liekmi indukované, cholestatické, nealkoholické tukové ochorenie pečene súvisiace s ožarovaním a fibróza pečene.
Výskumný prúd hepatoprotekcie priniesol transformačné výsledky. Začiatkom tohto augusta 10 patentov pochádzajúcich z výskumu Anoectochilus roxburghii dokončilo transfer technológie a kinsenozidové tablety – vyvinuté ako chemické liečivo s malou molekulou – získali schválenie fázy I klinického skúšania vydané Národnou správou medicínskych produktov.
Profesor Zhang Yonghui hodnotí priebeh pokusov v laboratóriu. Foto: Li Yonggang, reportér denníka Changjiang Daily
Počas 20 po sebe nasledujúcich rokov viedol Zhang svoj tím v neochvejnom oddanom výskume Anoectochilus roxburghii. Svoje dve desaťročia vytrvalosti a sebadôvery pripisuje dvom pilierom: neprerušenému 2000-ročnému dedičstvu ľudovej medicíny Anoectochilus roxburghii a trvalej podpore financovania národného výskumu.
Okrem počiatočnej podpory Národnej nadácie pre prírodné vedy získal projekt Anoectochilus roxburghii v roku 2010 podporu od Národného veľkého špeciálneho projektu pre vedu a technológiu vytvárania nových liekov, Národného programu výskumu a vývoja 863 v oblasti špičkových technológií v roku 2013, spolu so značnými finančnými grantmi od provincie Hubei, mestskej samosprávy Wuhan a Huazhong University of Science and Technology.
Zhangov tím tiež plne zaviedol životaschopnú cestu chemickej syntézy kinsenozidu. "Tento prielom premosťuje priepasť medzi tradičnou čínskou medicínou a západnou farmaceutickou chémiou."
Zhang vysvetlil, že extrahovaný kinsenozid dosahuje čistotu presahujúcu 99,5 %, čo ho kvalifikuje na vývoj buď ako chemického lieku, alebo ako modernej tradičnej čínskej medicíny. Kinsenozidové tablety postupujúce do klinických skúšok ako chemický liek obsahujú 99,5 % čistého kinsenozidu. Jeho tím tiež vyvíja inovatívne lieky TCM a formulácie zdravej výživy 1. triedy pomocou štandardizovaných aktívnych frakcií izolovaných z Anoectochilus roxburghii. "Sme si plne istí, že tieto produkty sa dostanú k pacientom v čo najskoršom možnom termíne." Keď Shen Shaorong počul správu, že tablety kinsenozidu vstúpia do klinických skúšok, vyjadril hlboké nadšenie: „Na tento míľnik sme čakali celé desaťročie.“
Počas viacerých rozhovorov sa Zhang opakovane odvolával na Tu Youyou a artemisinin. "Výnimočné liečivé zlúčeniny menia výsledky zdravotnej starostlivosti - jeden liek môže dokonca vyhubiť celú chorobu, rovnako ako artemisinín eliminoval maláriu ako veľkú globálnu hrozbu. Ak počas svojho života dokážem vyvinúť jeden alebo dva nové liečivé farmaceutické látky, budem považovať svoju kariéru za ukončenú."
Reportéri: Yang Jiafeng, Tian Qiping, Changjiang Daily
Korešpondent: Wang Xiaoxiao
Poznámka redaktora
-
