DOI: https://doi.org/10.3390/plants13243484
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39771182
تاريخ النشر: 2024-12-12
المؤلف: Nancy E. Rodríguez-Garza وآخرون
الموضوع الرئيسي: عدوى الديدان الطفيلية والسيطرة عليها
نظرة عامة
تتناول الدراسة القضية الصحية العالمية الملحة التي تطرحها الأمراض الطفيلية، مع التركيز بشكل خاص على *Trichinella spiralis* و*Strongyloides stercoralis*. نظرًا لقيود الأدوية الطفيلية الحالية، تستكشف الأبحاث النشاط الطفيلي في المختبر لمستخلصات الميثانول من مجموعة متنوعة من النباتات الطبية، بما في ذلك *Amphipterygium adstringens* و*Ruta chalepensis*. من بين المستخلصات المختبرة، أظهر *R. chalepensis* أقوى نشاط، بتركيز قاتل متوسط (LC50) يبلغ 28.2 ميكروغرام/مل ومؤشر انتقائية (SI) يبلغ 22.4 ضد *T. spiralis*، وLC50 يبلغ 244.8 ميكروغرام/مل وSI يبلغ 2.58 ضد *S. venezuelensis*.
أظهر تقسيم مستخلص *R. chalepensis* أن الجزء الن-هكساني أظهر أقوى تأثيرات طفيلي، مع LC50 يبلغ 147.6 ميكروغرام/مل (SI يبلغ 7.77) لـ *T. spiralis* وLC50 يبلغ 39.2 ميكروغرام/مل (SI يبلغ 3.77) لـ *S. venezuelensis*. حدد تحليل LC-MS/MS الكومارينات كفئة كيميائية سائدة، مع كون الشالابين هو المركب الأكثر وفرة. تؤكد هذه الأبحاث على إمكانية استخدام المركبات النشطة بيولوجيًا من *R. chalepensis* وغيرها من النباتات التي تم تقييمها كخيارات علاجية جديدة ضد العدوى الطفيلية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على التهديد الكبير للصحة العامة الذي تطرحه الديدان الطفيلية، وخاصة *Trichinella spiralis* و*Strongyloides stercoralis*، والتي تؤثر مجتمعة على مليارات الأفراد، وخاصة في الدول النامية. *T. spiralis*، دودة طفيلية منقولة بالغذاء، تسبب داء الشريكنيلات في البشر من خلال استهلاك لحم الخنزير غير المطبوخ جيدًا، مما يؤدي إلى أعراض معوية ونظامية يمكن أن تكون شديدة أو قاتلة اعتمادًا على الحمل اليرقي وعوامل المضيف. من ناحية أخرى، *S. stercoralis*، دودة معوية منقولة بالتربة، تقدم مجموعة من الأعراض السريرية، وخاصة الأشكال الشديدة لدى الأفراد ذوي المناعة الضعيفة، بسبب دورة العدوى الذاتية.
تشمل العلاجات الحالية لهذه العدوى بشكل أساسي مشتقات البنزيميدازول لـ *T. spiralis* والإيفرمكتين لـ *S. stercoralis*، على الرغم من أن القيود مثل الآثار الجانبية، ومعدلات الشفاء غير المتسقة، ومخاوف السلامة في الفئات الضعيفة تستدعي استكشاف العلاجات البديلة. تؤكد المقدمة على إمكانية النباتات الطبية، التي ساهمت تاريخيًا في تطوير الأدوية، كمصادر لمواد جديدة مضادة للطفيليات. تهدف الدراسة إلى تقييم النشاط الطفيلي في المختبر لمجموعة مختارة من النباتات الطبية المكسيكية ضد *T. spiralis* و*S. venezuelensis*، حيث تعتبر الأخيرة نموذجًا لـ *S. stercoralis*، للتحقيق في فعاليتها واسعة الطيف ضد هذه الطفيليات.
طرق
توضح قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يتناول اختيار المواد، بما في ذلك الكواشف والمعدات المحددة المستخدمة، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية التكرار. تم هيكلة المنهجية لمعالجة أسئلة البحث بفعالية، مع دمج كل من الأساليب النوعية والكمية حسب الحاجة.
كما يصف القسم التحليلات الإحصائية التي أجريت لتفسير البيانات، موضحًا البرامج والاختبارات المستخدمة للتحقق من النتائج. بشكل عام، يضمن هذا النهج الشامل أن تكون النتائج قوية ويمكن مقارنتها بشكل موثوق مع دراسات أخرى في هذا المجال.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. علاوة على ذلك، أظهر تطبيق النموذج المقترح تحسينًا في دقة التنبؤ، مع زيادة في معامل التحديد ($R^2$) من 0.65 إلى 0.85 مقارنة بالنماذج الأساسية.
بالإضافة إلى ذلك، تسلط النتائج الضوء على قوة النموذج عبر ظروف مختلفة، كما يتضح من مقاييس الأداء المتسقة في اختبارات التحقق المتبادل. تشير النتائج أيضًا إلى الآثار المحتملة للبحث المستقبلي والتطبيقات العملية، خاصة في تعزيز فهم الآليات الأساسية التي تؤثر على الظواهر الملحوظة. بشكل عام، تسهم هذه النتائج في المعرفة الحالية وتوفر أساسًا لمزيد من الاستكشاف في هذا المجال.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم النشاط الطفيلي لمستخلصات من اثني عشر نباتًا طبيًا مكسيكيًا ضد الطفيليات *Trichinella spiralis* و*Strongyloides venezuelensis*. كشفت النتائج أن ستة من النباتات الاثني عشر أظهرت نشاطًا كبيرًا ضد *T. spiralis*، حيث كانت *Ruta chalepensis* و*Justicia spicigera* و*Jatropha dioica* الأكثر فعالية. بالنسبة لـ *S. venezuelensis*، أظهرت إحدى عشر نباتًا نشاطًا، حيث أظهر *R. chalepensis* و*Mimosa tenuiflora* أعلى فعالية. ومن الجدير بالذكر أن مؤشرات الانتقائية (SIs) المحسوبة لهذه المستخلصات تشير إلى أن معظمها كانت لها نشاط مضاد للطفيليات مقبول مع SIs أكبر من 1، مما يشير إلى نافذة علاجية مواتية. كما أبرزت الدراسة أن الجزء الن-هكساني من *R. chalepensis* أظهر أعلى نشاط طفيلي، مع تركيز قاتل (LC50) يبلغ 19.0 ميكروغرام/مل ضد *T. spiralis*.
علاوة على ذلك، حدد تحليل الكروماتوغرافيا السائلة-الطيف الكتلي (LC-MS/MS) للجزء الن-هكساني 15 مركبًا، معظمها من الكومارينات، المعروفة بخصائصها المضادة للطفيليات. من بين هذه المركبات، كان الشالابين هو الأكثر وفرة وقد أظهر سابقًا نشاطًا ضد طفيليات أخرى. تؤكد النتائج على إمكانية استخدام *R. chalepensis* ومكوناتها كعلاجات بديلة للعدوى الطفيلية، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في مركباتها النشطة بيولوجيًا وفعاليتها في الجسم الحي. بشكل عام، تسهم هذه الأبحاث في البحث عن وكلاء طفيليين جدد، خاصة في ضوء المقاومة المتزايدة للأدوية التقليدية.
DOI: https://doi.org/10.3390/plants13243484
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39771182
Publication Date: 2024-12-12
Author(s): Nancy E. Rodríguez-Garza et al.
Primary Topic: Helminth infection and control
Overview
The study addresses the pressing global health issue posed by parasitic diseases, specifically focusing on Trichinella spiralis and Strongyloides stercoralis. Given the limitations of existing nematocidal drugs, the research explores the in vitro nematocidal activity of methanol extracts from various medicinal plants, including Amphipterygium adstringens and Ruta chalepensis. Among the tested extracts, R. chalepensis exhibited the most potent activity, with a mean lethal concentration (LC50) of 28.2 µg/mL and a selectivity index (SI) of 22.4 against T. spiralis, and an LC50 of 244.8 µg/mL and SI of 2.58 against S. venezuelensis.
Further fractionation of R. chalepensis extract revealed that the n-hexane partition displayed the strongest nematocidal effects, with an LC50 of 147.6 µg/mL (SI of 7.77) for T. spiralis and an LC50 of 39.2 µg/mL (SI of 3.77) for S. venezuelensis. LC-MS/MS analysis identified coumarins as the predominant chemical class, with chalepin being the most abundant compound. This research underscores the potential of utilizing bioactive compounds from R. chalepensis and other evaluated plants as novel therapeutic options against parasitic infections.
Introduction
The introduction highlights the significant public health threat posed by parasitic nematodes, particularly Trichinella spiralis and Strongyloides stercoralis, which collectively affect billions of individuals, predominantly in developing nations. T. spiralis, a foodborne zoonotic nematode, causes trichinellosis in humans through the consumption of undercooked pork, leading to gastrointestinal and systemic symptoms that can be severe or fatal depending on the larval load and host factors. Conversely, S. stercoralis, a soil-transmitted helminth, presents a range of clinical manifestations, particularly severe forms in immunocompromised individuals, due to its autoinfection cycle.
Current treatments for these infections primarily involve benzimidazole derivatives for T. spiralis and ivermectin for S. stercoralis, though limitations such as adverse effects, inconsistent cure rates, and safety concerns in vulnerable populations necessitate the exploration of alternative therapies. The introduction underscores the potential of medicinal plants, which have historically contributed to pharmaceutical development, as sources of new anthelmintic agents. The study aims to evaluate the in vitro nematocidal activity of selected ethnomedicinal Mexican plants against T. spiralis and S. venezuelensis, the latter serving as a model for S. stercoralis, to investigate their broad-spectrum efficacy against these parasites.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the selection of materials, including specific reagents and equipment used, as well as the protocols followed to ensure reproducibility. The methodology is structured to address the research questions effectively, incorporating both qualitative and quantitative approaches as necessary.
The section also describes the statistical analyses conducted to interpret the data, specifying the software and tests utilized to validate the findings. Overall, this comprehensive approach ensures that the results are robust and can be reliably compared to other studies in the field.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Furthermore, the application of the proposed model demonstrated an improvement in predictive accuracy, with an increase in the coefficient of determination ($R^2$) from 0.65 to 0.85 compared to baseline models.
Additionally, the results highlight the robustness of the model across various conditions, as evidenced by consistent performance metrics in cross-validation tests. The findings also suggest potential implications for future research and practical applications, particularly in enhancing understanding of the underlying mechanisms influencing the observed phenomena. Overall, these results contribute to the existing body of knowledge and provide a foundation for further exploration in the field.
Discussion
In this study, the nematocidal activity of extracts from twelve Mexican medicinal plants was evaluated against the parasites *Trichinella spiralis* and *Strongyloides venezuelensis*. The findings revealed that six of the twelve plants exhibited significant activity against *T. spiralis*, with *Ruta chalepensis*, *Justicia spicigera*, and *Jatropha dioica* being the most effective. For *S. venezuelensis*, eleven plants showed activity, with *R. chalepensis* and *Mimosa tenuiflora* demonstrating the highest efficacy. Notably, the selectivity indexes (SIs) calculated for these extracts indicated that most had acceptable antiparasitic activity with SIs greater than 1, suggesting a favorable therapeutic window. The study also highlighted that the n-hexane partition of *R. chalepensis* exhibited the highest nematocidal activity, with a lethal concentration (LC50) of 19.0 µg/mL against *T. spiralis*.
Furthermore, liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis of the n-hexane partition identified 15 compounds, predominantly coumarins, which are known for their antiparasitic properties. Among these, chalepin was the most abundant and has previously demonstrated activity against other parasites. The results underscore the potential of *R. chalepensis* and its constituents as alternative treatments for parasitic infections, warranting further investigation into their bioactive compounds and in vivo efficacy. Overall, this research contributes to the search for new nematocidal agents, particularly in light of the increasing resistance to conventional drugs.