ترکیبات ضد میکروبی برگرفته از طبیعت

ترکیبات ضد میکروبی برگرفته از طبیعت، مواد طبیعی هستند که توسط گیاهان، قارچ‌ها، باکتری‌ها و سایر موجودات تولید می‌شوند و رشد باکتری‌ها، قارچ‌ها، ویروس‌ها یا انگل‌ها را مهار یا آن‌ها را از بین می‌برند. این ترکیبات از لحاظ تاریخی منبع بیشتر آنتی‌بیوتیک‌ها بوده‌اند و در بحبوحه افزایش مقاومت دارویی، همچنان منبع اصلی برای عوامل ضد عفونی‌کننده جدید محسوب می‌شوند.

Definition

ترکیبات ضد میکروبی طبیعی، متابولیت‌های ثانویه یا سایر مواد طبیعی هستند که با تداخل در ساختارها یا فرآیندهای ضروری میکروبی، رشد میکروارگانیسم‌ها را مهار یا آن‌ها را از بین می‌برند و به عنوان عوامل ضد عفونی‌کننده یا پیش‌ساز آن‌ها عمل می‌کنند.

Scope

این مدخل، طبقات اصلی ضد میکروب‌های طبیعی (آنتی‌بیوتیک‌های میکروبی، فنولیک‌ها و ترپنوئیدهای گیاهی، اسانس‌ها و سایر موارد)، مکانیسم‌های اصلی عمل آن‌ها علیه اهداف میکروبی، اندازه‌گیری فعالیت ضد میکروبی و ارتباط آن‌ها با جستجو برای ترکیبات فعال علیه ارگانیسم‌های مقاوم را پوشش می‌دهد. این یک راهنمای مرجع و آموزشی است، نه یک راهنمای بالینی یا تجویزی.

Core questions

• کدام طبقات محصولات طبیعی فعالیت ضد میکروبی از خود نشان می‌دهند و علیه کدام ارگانیسم‌ها؟
• ضد میکروب‌های طبیعی بر کدام اهداف میکروبی عمل می‌کنند؟
• فعالیت ضد میکروبی چگونه اندازه‌گیری و استاندارد می‌شود؟
• محصولات طبیعی چگونه می‌توانند به مقابله با مقاومت ضد میکروبی کمک کنند؟

Key concepts

• حداقل غلظت بازدارنده (MIC)
• عمل باکتریوسیدال در مقابل باکتریواستاتیک
• اهداف دیواره سلولی و غشاء
• مهار سنتز پروتئین (ریبوزومی)
• اسانس‌ها و ترپنوئیدها
• فنولیک‌ها و تانن‌های گیاهی
• مقاومت ضد میکروبی و پیش‌سازهای طبیعی

Mechanisms

ضد میکروب‌های طبیعی بر ساختارها و فرآیندهایی که میکروب‌ها به آن‌ها وابسته هستند، عمل می‌کنند: مختل کردن دیواره‌ها و غشاهای سلولی (همانطور که بسیاری از ترپنوئیدها و اجزای اسانس‌ها انجام می‌دهند)، مهار سنتز پروتئین در ریبوزوم باکتریایی (هدف چندین آنتی‌بیوتیک میکروبی)، تداخل در سنتز اسید نوکلئیک یا متابولیسم انرژی، و اتصال یا رسوب پروتئین‌ها (همانطور که تانن‌ها و سایر فنولیک‌ها انجام می‌دهند). فعالیت با آزمایش حساسیت – به عنوان مثال حداقل غلظت بازدارنده – کمی‌سازی می‌شود و یک ترکیب ممکن است باکتریواستاتیک باشد که رشد را متوقف می‌کند، یا باکتریوسیدال باشد که ارگانیسم را از بین می‌برد.

Clinical relevance

بیشتر طبقات آنتی‌بیوتیکی مورد استفاده بالینی از محصولات طبیعی منشأ می‌گیرند و این حوزه همچنان برای یافتن عوامل فعال علیه پاتوژن‌های مقاوم مورد جستجو قرار می‌گیرد، بنابراین برای آموزش فارماکولوژی ضد عفونی‌کننده و فارماکوگنوزی (pharmacognosy) محوری است. این مدخل نحوه عملکرد و شناسایی ضد میکروب‌های طبیعی را توضیح می‌دهد؛ این یک راهنمای مرجع است و مبنایی برای انتخاب، دوزبندی یا تجویز درمان ضد میکروبی نیست.

Evidence & guidelines

شواهد عمدتاً پیش‌بالینی هستند: آزمایش حساسیت (MIC/MBC)، مطالعات مکانیسم و غربالگری عصاره‌ها و ترکیبات خالص. استفاده بالینی از هر ضد میکروب محصول طبیعی از اصول استاندارد مدیریت ضد میکروبی و تأیید نظارتی پیروی می‌کند که خارج از محدوده این مدخل مرجع است.

History

منشأ طبیعی ضد میکروب‌ها با کشف پنی‌سیلین از یک کپک و آنتی‌بیوتیک‌های اکتینومیست خاک در اواسط قرن بیستم، که درمان عفونت را متحول کرد، نشان داده می‌شود. ضد میکروب‌های مشتق شده از گیاهان سابقه قوم‌پزشکی (ethnomedical) حتی طولانی‌تری دارند که به طور سیستماتیک در ادبیات مدرن بررسی شده‌اند، و با گسترش مقاومت، محصولات طبیعی به عنوان یک منبع اولویت‌دار برای داربست‌های ضد عفونی‌کننده جدید دوباره مطرح شده‌اند.

Debates

آیا ضد میکروب‌های محصول طبیعی می‌توانند به غلبه بر مقاومت کمک کنند؟

محصولات طبیعی داربست‌های شیمیایی متنوع و گاهی اهداف جدیدی را ارائه می‌دهند که ممکن است از مکانیسم‌های مقاومت موجود فرار کنند، اما تبدیل فعالیت آزمایشگاهی (in vitro) به عوامل انتخابی و مفید بالینی همچنان دشوار است و سهم عملی آن‌ها را در دست بحث نگه می‌دارد.

Key figures

• Marjorie M. Cowan
• Stephen Douthwaite
• David J. Newman
• Gordon M. Cragg

Seminal works

• cowan-1999
• poehlsgaard-douthwaite-2005

Frequently asked questions

ترکیبات ضد میکروبی طبیعی از کجا می‌آیند؟

آن‌ها توسط بسیاری از ارگانیسم‌ها تولید می‌شوند — باکتری‌ها و قارچ‌های خاک (منبع بیشتر طبقات آنتی‌بیوتیکی)، و همچنین گیاهان، که فنولیک‌ها، ترپنوئیدها و اجزای اسانس‌ها را با فعالیت ضد میکروبی می‌سازند.

چرا محققان دوباره به محصولات طبیعی برای یافتن ضد میکروب‌ها روی آورده‌اند؟

مقاومت گسترده ضد میکروبی اثربخشی داروهای موجود را کاهش داده است، و محصولات طبیعی مولکول‌های متنوع ساختاری و گاهی مکانیسم‌های جدیدی را فراهم می‌کنند که ممکن است منجر به تولید عوامل علیه ارگانیسم‌های مقاوم شود.