Produkty naturalne pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mikrobiologicznego stanowią obszar coraz większego zainteresowania w opracowywaniu nowych cząsteczek bioaktywnych ze względu na ich szeroki zakres działań biologicznych i farmakologicznych1. Jednakże związane z nimi działania niepożądane, oporność na leki lub niewystarczająca specyficzność tych czynników, zwłaszcza w zastosowaniu jako leki przeciwnowotworowe, stanowią główne czynniki, które mogą prowadzić do nieskuteczności leczenia1,2.
W ciągu ostatnich kilku dekad odkryto szereg pochodzących z roślin czynników cytotoksycznych, z których niektóre są stosowane jako leki przeciwnowotworowe1,2,3. W tym kontekście paclitaxel jest opisywany jako jeden z najlepiej znanych i najaktywniejszych chemioterapeutyków pochodzenia naturalnego3,4. Obecnie szacuje się, że ponad 35% wszystkich dostępnych na rynku leków pochodzi z produktów naturalnych lub jest nimi inspirowanych5. Potencjalnie wysoka toksyczność tych związków wymaga uwzględnienia na wszystkich etapach badań, ponieważ różne rodzaje zanieczyszczeń, a nawet metaboliczne składniki samej rośliny, mogą wywoływać efekty toksyczne. Z tego powodu na etapie wstępnym należy przeprowadzić analizy farmakologiczne i toksykologiczne, aby ocenić aktywność biologiczną oraz bezpieczeństwo nowych potencjalnych terapii opartych na roślinach. Do oceny toksyczności nowych próbek bioaktywnych za najlepsze modele badawcze można uznać bezkręgowce. Wiążą się one z minimalnymi wymogami etycznymi i umożliwiają przeprowadzenie wstępnych testów in vitro, co pozwala wyłonić najbardziej obiecujące produkty do kolejnej serii badań na kręgowcach1,6.
Powszechnie znane jako solankowce, A. salina to małe halofilne bezkręgowce należące do rodzaju Artemia (rodzina Artemiidae, rząd Anostraca, podtyp Crustacea; Rysunek 1). W morskich i słonowodnych ekosystemach wodnych solankowce pełnią istotną rolę odżywczą, żywiąc się mikroalgami i stanowiąc składnik zooplanktonu wykorzystywanego do karmienia ryb. Ponadto ich larwy (znane jako nauplii) są szeroko stosowane w ocenie ogólnej toksyczności podczas badań wstępnych1,3,7.
Artemia spp. są szeroko stosowane w badaniach letalności i stanowią również wygodny punkt wyjścia do oceny toksyczności poprzez śledzenie toksyczności potencjalnie bioaktywnych związków na podstawie ich zdolności do zabijania naupliusów hodowanych w laboratorium1,8. Z tego powodu zastosowanie A. salina zyskało uznanie w ogólnych badaniach toksyczności, ponieważ jest to metoda bardzo wydajna i łatwa w użyciu w porównaniu z innymi testami na modelach zwierzęcych9.
Dzięki prostej anatomii, niewielkim rozmiarom i krótkiemu cyklowi życiowemu, ogromną liczbę bezkręgowców można zbadać w ramach jednego eksperymentu. W związku z tym łączą one podatność genetyczną i niskie koszty z możliwością przeprowadzania przesiewów na dużą skalę1. W tym kontekście zastosowanie artemii w ogólnym teście toksyczności wykazuje szereg zalet, takich jak szybki wzrost (od wylęgu do pierwszych wyników potrzeba 28-72 h), efektywność kosztową oraz długi termin przydatności komercyjnych jaj, które można wykorzystywać przez cały rok3,10. Z drugiej strony, ponieważ bezkręgowce posiadają prymitywny układ organów i nie mają adaptacyjnego układu odpornościowego, nie stanowią one idealnego i w pełni niezawodnego modelu dla ludzkich komórek1.
Stanowi ono jednak wstępną metodę oceny ogólnej toksyczności wybranych próbek. Ponieważ jest ono powszechnie stosowane jako test letalności, może dostarczać tymczasowych informacji o toksycznym działaniu potencjalnych czynników przeciwnowotworowych. Często służy ono również do uzyskania informacji zwrotnych na temat ogólnej toksyczności związków wykazujących jakiekolwiek inne działanie biologiczne, w przypadku których kluczowe jest wykazanie jak najniższego wskaźnika śmiertelności wśród krewetek Artemia.
W ramach prowadzonego przez naszą grupę badania różne ekstrakty z gatunków Plectranthus wykazały działanie przeciwutleniające i przeciwdrobnoustrojowe (wyniki nieopublikowane). Równolegle, poprzez oczyszczanie ekstraktów, uzyskano izolowane związki, które następnie poddano modyfikacjom chemicznym. Ekstrakty, czyste związki oraz pochodne semisyntetyczne przetestowano pod kątem ogólnej toksyczności. W tym kontekście niniejsza praca ma na celu przedstawienie przeglądu zastosowania bioanalizy letalności Artemia do oceny ogólnej toksyczności oraz potencjalnej aktywności cytotoksycznej bioaktywnych ekstraktów i izolowanych związków z różnych roślin z rodzaju Plectranthus11.

Rycina 1: Artemia salina pod mikroskopem. Nowo wyklute nauplii A. salina widziane pod mikroskopem (powiększenie 12x). Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.