Len jak antybiotyk

Opatrunek z genetycznie zmodyfikowanego lnu, który ma działanie antybiotyku? Brzmi jak science-fiction? Nic podobnego. Wrocławscy naukowcy dokonali odkrycia, które jest przełomem w terapii leczenia przewlekłych trudno gojących się ran i owrzodzeń.

Wykorzystywanie roślin do celów nie tylko spożywczych i przemysłowych, ale i medycznych sięga zamierzchłych czasów. Jedną z najstarszych roślin, której bogaty arsenał zalet został doceniony, był len. Biorąc pod uwagę ogromne zalety lnu, trudno zrozumieć, dlaczego ta tak użyteczna roślina ostatnimi czasy odchodziła w zapomnienie. Dziś jednak za sprawą wrocławskich naukowców len przeżywa swój wielki powrót.


Zwyczajny niezwyczajny len

Grupa naukowców, pod kierunkiem prof. Jana Szopy-Skórkowskiego, kierownika Zakładu Biochemii Genetycznej Uniwersytetu Wrocławskiego, pracowała od kilkunastu lat i wciąż pracuje nad modyfikacją, a tym samym coraz to efektywniejszym wykorzystaniem zalet lnu. Co więcej, opierając się na naturalnych właściwościach tej rośliny, badacze pokusili się o stworzenie celowanych modyfikacji genetycznych lnu, które miałyby konkretne zastosowanie w medycynie.

Transgeniczny len jest autorskim pomysłem prof. Szopy-Skórkowskiego. Profesor i jego współpracownicy po raz pierwszy w historii medycyny zmodyfikowali przy użyciu inżynierii genetycznej len oleisty, wprowadzając do jego włókien geny bakterii, geny grzybów z rodziny Aspergillus oraz geny pewnych roślin (m.in. petunii i ziemniaka). Mimo iż nowy zmodyfikowany len wyglądał wciąż niepozornie, okazało się, że taka modyfikacja na poziomie genetycznym stworzyła z niego niezwyczajną roślinę. Jest to uwarunkowane przede wszystkim tym, że włókna lnu transgenicznego zawierają wysokie stężenie antyoksydantów, które mają silne właściwości bakteriobójcze i przeciwgrzybicze, a dodatkowo zmniejszają liczbę wolnych rodników. Dodatkowo, takie modyfikowane włókna – ponieważ odkażają i mobilizują zdrowe komórki do odnawiania się, a opóźniają obumieranie komórek krwi – służyć mogą do otrzymywania nici chirurgicznych czy opatrunków na rany.


Niezwykły opatrunek

Interesujące pod względem medycznym wydają się być zwłaszcza opatrunki tworzone z włókien modyfikowanego lnu, które mogą stać się alternatywą dla dotychczas stosowanych opatrunków. Niestety, mimo tak wielkiego odkrycia i innowacji tylko jedna firma jak dotąd podjęła się produkcji takich kompresów. Produkcję lnianych plastrów rozpoczęły Zakłady Lniarskie „Len Pharma” w Malborku. Produkowane przez nich plastry są wykonane z naturalnego materiału, grubo tkanego lnu, którego włókna dodatkowo wzbogacono metodą inżynierii genetycznej w antyoksydanty, co czyni z takiego plastra biologicznie czynny materiał. Działanie bioaktywnych opatrunków wiąże się ze stymulacją naturalnych procesów oczyszczania i gojenia się rany. Lniane opatrunki wspomagają naturalne etapy gojenia się ran we wszystkich fazach gojenia.

W fazie wysiękowej, ze względu na utrzymanie optymalnej wilgotności i dużej higroskopijności, plastry z lnu są w stanie wchłonąć wysięk, a to z kolei znacznie zmniejsza ryzyko infekcji i wtórnych zakażeń. Natomiast ze względu na wzbogacenie włókien lnianych dużymi stężeniami antyoksydantów takich jak: kwasy fenolowe, wanilina, acetowanilon i flawonoidy, plastry działają przeciwzapalnie, przez cały czas wymywania tych antyoksydantów z wilgotnego opatrunku.

Również, z uwagi na rozluźnioną strukturę włókien lignocelulozowych modyfikowanego genetycznie lnu oraz luźne utkanie nici, takie opatrunki ułatwiają oczyszczanie ran i owrzodzeń z elementów martwiczych i zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia takie, przesuwając się ponad opatrunek, są po pierwsze, izolowane od rany, a po drugie zapobiegają maceracji sąsiedztwa rany.

W kolejnej fazie gojenia się rany, w tzw. fazie ziarninowania, lniane opatrunki ze względu na obecność lignanów, pobudzają proliferację fibroblastów z otoczenia i pobudzają proces ziarninowania, czyli nadpełzania fibroblastów na ranę. Również obecność w opatrunku nienasyconych kwasów tłuszczowych działa korzystnie, gdyż kwasy te – dyfundując do otoczenia rany czy owrzodzenia – powodują wzmocnienie integralności błon plazmatycznych fibroblastów, a tym samym zabezpieczają młodą tkankę przed wysychaniem oraz chronią przed mechanicznym podrażnieniem lub ewentualna infekcją. W fazie naskórkowania plastry lniane poprzez utrzymywanie odpowiedniego poziomu wilgoci, ułatwiają migrację komórek kubkowych nabłonka i w ten sposób także chronią tkankę przed uszkodzeniem. Dodatkowo, opatrunki lniane stanowią osłonę, która dobrze zabezpiecza rany przed środowiskiem zewnętrznym, co jest istotne z uwagi na skłonność do nadkażeń i osłabioną odporność takich trudno gojących się ran i owrzodzeń.

Ostatnio profesor Szopa-Skórkowski odkrył również, że jego modyfikowany len zawiera kanabinoidy, czyli substancje podobne do tych, które występują naturalnie w konopiach indyjskich. Kanabinoidy mają udowodnione właściwości analgetyczne, tzn. uśmierzają ból, co sugerować może, że dzięki opatrunkom lnianym pacjenci będą w stanie dodatkowo w trakcie leczenia odstawić silne leki przeciwbólowe.

Gdybyśmy pokusili się o porównanie takich modyfikowanych lnianych opatrunków ze zwykłymi bawełnianymi opatrunkami, widać wyraźnie, że takie lniane włókna są zdecydowanie lepsze od bawełnianej gazy, gdyż są one nie tylko przepuszczalne dla powietrza, ale i wyposażone we właściwości lecznicze – przeciwzapalne i gojące.


Przełomowy opatrunek

Lekarze zgodnie twierdzą, że jest to wielki przełom w terapii leczenia ran i owrzodzeń, zwłaszcza u tych pacjentów, wobec których klasyczne opatrunki były bezradne. Opatrunki z modyfikowanego lnu są wskazane dla trudno gojących się owrzodzeń o małym, średnim i dużym wysięku, zwłaszcza tych o etiologii żylnej i cukrzycowej, a także w leczeniu oparzeń, odleżyn i ran wynikających z urazów mechanicznych i chemicznych oraz po radioterapii. Chorzy, którzy mieli możliwość przetestowania osobiście plastrów lnianych, są zachwyceni. Po zaledwie 3 miesiącach stosowania takich plastrów u 82 proc. badanych zaobserwowano oczyszczanie, zmniejszanie lub całkowitą redukcję owrzodzeń. Po zastosowaniu plastrów z lnu rany 5-letnie zupełnie się goiły, a te 20-letnie znacznie zmniejszały. Co więcej, u ponad 91 proc. badanych znacznie zmniejszył się poziom odczuwanego bólu.

Sposób użycia lnianych opatrunków jest bardzo prosty. W skrócie wygląda to tak, iż lniane opatrunki zwilża się wodą lub roztworem soli fizjologicznej (by stworzyć wilgotne środowisko, co ma uzasadnienie w efektywności gojenia się rany) i taki opatrunek przykłada się do owrzodzenia lub rany. Na taki opatrunek nakłada się 4-6 warstw gazy nasączonej jałową solą fizjologiczną i całość mocuje się bandażem. Gaza bawełniana bielona charakteryzuje się większą wodochłonnością niż len i dlatego taka konstrukcja opatrunku sprzyja usuwaniu zanieczyszczeń i elementów martwiczych rany ponad warstwę lnianą, które gromadzą się w warstwach gazy. Po 24 godzinach należy opatrunek zmienić na świeży. Procedurę powtarza się przez 4 tygodnie.

Kolejnym etapem leczenia plastrami lnianymi jest zastosowanie aplikacji emulsji oleju lnianego oraz wyciągu z modyfikowanych wytłoków lnianych, wzbogaconych w antyoksydanty o szerokim spektrum działania wobec mikroorganizmów. Olej lniany, jak już wspomniano, jest szczególnie cenny, nie tylko ze względu na obecność w nim kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6 tłoczonych z nasion lnu, ale także ze względu na swoją trwałość i przez to fakt, że może on być bezpośrednio aplikowany w postaci emulsji na rany, wspomagając tym samym leczenie stanów zapalnych.

Co więcej, jak wykazały ostatnie badania, wytłoki z nasion modyfikowanego genetycznie lnu zawierają duże stężenie antyoksydantu – diglukozydu sekoizolariciresinolu (lignan), który ma szczególne znaczenie ochronne w poszczególnych typach i stadiach rozwoju chorób nowotworowych (np. raka prostaty), jak i chorób autoimmunologicznych (np. w cukrzycy I i II typu). Nadto wytłoki zawierają również wzmiankowany wcześniej niepsychotropowy kanabinoid (kanabidiol) o właściwościach przeciwzapalnych i hamujących syntezę cytokin prozapalnych.

Taki specjalny ekstrakt nanosimy przy pomocy sterylnej strzykawki na namoczony jałowym roztworem soli fizjologicznej opatrunek lniany i stroną z ekstraktem opatrunek przykładamy do rany. Następnie nakładamy 4-6 warstw gazy nasączonej jałową solą fizjologiczną i całość mocujemy bandażem. Po 24 godzinach opatrunek zmienia się na świeży, a procedurę powtarzamy przez 4 tygodnie.

Oprócz plastrów planuje się również wyprodukowanie maści/żelu opartej na zmodyfikowanym lnie. Taka postać leku, ze względu na rodzaj podłoża i przyczepność, na pewno zwiększyłaby efekt terapeutyczny. Warto również wspomnieć o specyficznym bakteriobójczym mechanizmie działania modyfikowanego genetycznie lnu. Len działa podobnie jak antybiotyki bakteriobójczo, ale każdy z czterech nowych zmodyfikowanych odmian lnu działa w swoisty sposób na bakterie, uderzając w różne punkty. I tak jedna odmiana jest w stanie zahamować namnażanie się bakterii, a inna z kolei osłabić ściany komórkowe drobnoustrojów. Można się więc nawet pokusić o stwierdzenie, że taki len jest dużo bardziej efektywniejszy terapeutycznie niż inne klasyczne antybiotyki, gdyż po pierwsze atakuje bakterie ze wszystkich stron, a po drugie, jak wykazano w badaniach przedklinicznych, jest on bójczy na te szczepy bakterii, które były dotąd oporne na klasyczne antybiotyki, zwłaszcza na enterokoki, pneumokoki i gronkowca złocistego. Przełomem i wielkim sukcesem medycznym wydaje się więc wprowadzenie takiego lnianego antybiotyku w postaci doustnej, lecz oczywiście niezbędne są kolejne długotrwałe i kosztowne badania natury klinicznej.

Jak widać nasz polski len daje nam wiele możliwości zastosowań w medycynie, i należy wierzyć, że kolejne badania będą równie owocne, jak te dotychczasowe. Wielkie nadzieje wiąże się z dotacją Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, które doceniło zespół wrocławskich naukowców i przyznało im 6 mln zł na kontynuację badań nad modyfikowanym genetycznie lnem. Być może ta dotacje pozwoli panu profesorowi Szopie-Skórkowskiemu na dalsze badania. Gratulujemy dokonań wrocławskim naukowcom, trzymamy kciuki za następne i życzymy powodzenia.


Bibliografia

1. Czemplik M., Szopa J. Optimizing biomedical and industrial products development based on flax. CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Sciences, Nutrition and Natural Resources 4, 1-10, 2009.
2. Wróbel-Kwiatkowska M., Skórkowska-Telichowska K., Dymińska L., Mączka M., Hanuza J., Szopa J. Biochemical, Mechanical, and Spectroscopic Analyses of Genetically Engineered Flax Fibers Producing Bioplastic (Poly-Hydroxybutyrate). Biotechnol.Prog. 25, 1489-1498, 2009.
3. Szopa J., Wróbel-Kwiatkowska M., Kulma A., Żuk M., Skórkowska-Telichowska K., Dymińska L., Mączka M., Hanuza J., Żebrowski J., Preisner M. Chemical composition and molecular structure of fibers from transgenic flax producing polyhydroxybutyrate, and mechanical properties and platelet aggregation of composite materials containing these fibers. Compos. Sci. Technol. 69, 2438-2446, 2009.
4. Skórkowska-Telichowska K., Bugajska-Prusak A., Pluciński P., Rybak Z., Szopa J. Fizjologia i patologia przewlekle niegojących się owrzodzeń oraz sposoby ich miejscowego leczenia w świetle współczesnej wiedzy medycznej. Dermatologia Praktyczna 5, 15-29, 2009.
5. Skórkowska-Telichowska K., Żuk M., Kulma A., Bugajska-Prusak A., Ratajczak K., Gąsiorowski K., Kostyn K., Szopa J. New dressing materiale derived from transgenic flax products to treat long-standing venous ulcers-a pilot study. Wound Rep.Reg. 18, 168-179, 2010.
6. Wróbel-Kwiatkowska M., Szopa J., Hawkins S. Engineering of plants for improved fibre qualities. Advances in textile biotechnology. Woodhead Publishing Ltd., 150-167, 2010

Autor: dr n. farm. Marta Kruk

Komentarze