Sekonder Metabolitler ve İlaç Sektörü

Organizmalar hayatta kalabilmek için bir takım biyolojik aktiviteler sergilerler. Bu oluşturdukları ürünlere Sekonder metabolit denir. İlaç endüstrisinde çok fazla talep gören sekonder metabolitlerin ana kaynağı bitkilerdir. Sekonder metabolitler, bitkilerin değişen çevre koşullarına uyumunda önemli rol oynar ve oluşan stres etkilerinin üstesinden gelirler. Uçucu yağlar bitkinin, yağ hücreleri, salgı kanalları veya salgı tüylerinde bulunurlar.

Sekonder metabolitler üç başlık altında toplanabilir;

Fenolik bileşikler

Yüksek oranda antioksidan aktiviteye sahiplerdir. Son dönem yapılan bazı epidemiyelojik ve hayvan çalışmaları flavonoidlerin kardiyovasküler hastalıklara ve bazı kanser tiplerine karşı koruyucu etkileri olduğu üzerine yoğunlaşmaktadır.

Terpenler

Birçok araştırmaya konu olan uçucu yağların ana bileşenidir. Bu bileşiklerin çoğu antioksidant, antimikrobial, antifungal ve antibakteriyel özellik gösterirler.

Alkaloidler

İnsanlar yüzyıllardır alkoloidleri ağrı kesici, zehir vb. büyü veya tedavi edici yönleri için kullanmışlardır. Bitkilerde daha çok herbivor ve sineklere karşı (nikotin, kafein) ve mikroorganizmalara karşı (berberin, liriodin) kendini savunmada görev alır. Ayrıca bazıları doku hasarlarına (nikotin) cevap olarak da sentezlenir. Alkaloidleri diğer metabolitlerden ayırt etmek için elde edilen ürün ün sonuna -in eki getirilir. Örneğin; Atropa (Güzelavrat Otu)-atropin, Cinchona-kinin, Hyoscyamus niger (Banotu)-hyosiyamin, Berberis vulgaris-berberin v.b.

Dünya Sağlık Örgütü’nün yaptığı araştırmalara göre tedavi amaçlı kullanılan tıbbi bitkilerin sayısı 20.000 civarındadır.

Sentetik ilaçların çoğu tıbbi bitkilerden üretilir. Örneğin; 18. Yüzyılda İngiltere de Edward Stone isimli din adamı, sıtmanın tedavisini söğüt ağacında aramış ve söğüt ağacının kabuğunu ezip suya karıştırıp hastalara içirmiştir. Böylece salisilat ile tedavisinin temeli atılmıştır. Tedaviye olumlu sonuç veren bu girişim ile ağaç kabuğundan ilaç yapımı yaygınlaşmıştır. Daha sonra ise Felix Hoffmann 1897 de asetil salisilik asit’i sentezlemiş ve son olarak Bayer tarafından patentlenmiştir. Bu girişim, L-DOPA, atropin, morfin, ajmalin, reserpin, kinin vb. pek çok alkaloid, steroidler, kalp glikozitleri ve bitkisel orijinli ilaçların pekçok analoğu sentezlenerek piyasada yerini almasını sağlamıştır.

Sekonder Metabolitler ve İlaç Sektörü

Biyolojik bir kaynaktan elde edilen saf bir bileşiğin izolasyonu sonucunda belli bir farmakolojik etkisi saptanmışsa ve tüm fiziksel ve kimyasal özellikleri Lipinski’nin 5 kuralı ve ADMET (Adsorpsiyon-Distribution-Metabolism-Excretion-Toxicology) yani Türkçe kısaltma adı EDMAT olan kurallara uygunsa Faz I –Faz III klinik aşamaları geçip ilaç haline gelebilir, artık o bileşik doğalda olsa bir ilaç etkin maddesidir, bitkisel ilaç kavramından çıkar.

Temel ilaçlar kapsamında ilan edilen 252 ilacın %11’i bitkisel sekonder metabolitlerden üretilmektedir. Bunlardan en ünlüleri; Salix türlerinden izole edilen antipiretik ve analjezik özelliği olan saliksin (aspirin), Taxus brevifolia‘dan elde edilen anti kanser etkisi olan (Taxol®), paclitaxel ve Papaver sominiferum’dan elde edilen güçlü analjezik, narkotik etkisi olan morfin, galantamin (Nivalin ® ve Reminyl ®) ve artemisinin şuanda dünya çapında kullanılmakta olan belli başlı ilaçlardandır.

Günümüzde modern ilaçların %25’inden fazlası doğrudan ya da dolaylı olarak bitkilerden elde edilmektedir. Özellikle kanser tedavisi (%60) ve enfeksiyon hastalıklarında (%75) ayrıca metabolik sendrom ve immün baskılamada kullanılmaktadır.

Özetlemek gerekirse, bitkilerden ilaç elde edilmesi", "bitkisel ilaç yapılması" ve "bitkilerin ilaç olarak kullanılması" kavramlarını çok net olarak birbirinden ayırmak gerekir. Mevcut ilaç etken maddelerinden olan kodein, morfin, meskalin, efedrin, dijitalis gibi kalp glikozitleri, salisilik asit, rezerpin, kolşisin, teofilin, antrakinonlar, katartikler, opioidler, belladona alkaloidleri vb. kökenleri bitkisel ürün olmakla beraber, tıbbi bitkilerden elde edilerek, farmasotik bir form şeklinde ve belli bir dozda hazırlanmış ‘Asprin, Coniin, Digoksin, Morfin, Papaverin, Atropin, Quinine ve Quinidin, Ergotamin, Artemisinin’ gibi etkin maddeler bitkisel ilaç olarak kabul edilmezler.

Alıntılar

Birman H. (2012). Bitkisel Flavonoid Bileşiklerinin Biyoaktiviteleri ve Muhtemel Etki Mekanizmaları. İst. Tıp Fak. Der., 75:3.

Lu, X., Tang, K., & Li, P. (2016). Plant Metabolic Engineering Strategies For The Production Of Pharmaceutical Terpenoids. Frontiers İn Plant Science, 7, 1647.

Newman, D. J., & Cragg, G. M. (2012). Natural Products As Sources Of New Drugs Over The 30 Years From 1981 To 2010. Journal Of Natural Products, 75(3), 311-335.

Ochoa-Villarreal M., Howat S., Hong S.M., Jang M.O., Jin Y.W., Lee E.K., Loake G.J., (2016). Plant Cell Culture Strategies For The Production Of Natural Products. BMB Rep. 49(3): 149-158.

Spiridon, I., Bodirlau, R., & Teaca, C. A. (2011). Total phenolic content and antioxidant activity of plants used in traditional Romanian herbal medicine. Central European Journal of Biology, 6(3), 388-396.

Wink M., Modes of Action of Herbal Medicines And Plant Secondary Metabolites. Medicines 2015;2(3):251-86.

Wood J. N. (2015). From Plant Extract To Molecular Panacea: A Commentary On Stone (1763) 'An Account Of The Success Of The Bark Of The Willow İn The Cure Of The Agues'. Philosophical Transactions Of The Royal Society Of London. Series B, Biological Sciences, 370(1666), 20140317. doi:10.1098/rstb.2014.0317