آزمایش سمیت محصولات طبیعی

آزمایش سمیت محصولات طبیعی، ارزیابی سیستماتیک ظرفیت عصاره‌های گیاهی، فیتوکمیکال‌های جداسازی‌شده و سایر مواد طبیعی برای ایجاد آسیب به سیستم‌های زنده است. این فرآیند، ابزارهای استاندارد سم‌شناسی — سنجش‌های آزمایشگاهی (in vitro)، مطالعات درون‌تنی (in vivo) و تحلیل دوز-پاسخ — را برای موادی به کار می‌گیرد که پیچیدگی و تغییرپذیری شیمیایی آن‌ها، شناسایی خطراتشان را دشوارتر از ترکیبات مصنوعی منفرد می‌سازد.

Definition

آزمایش سمیت محصولات طبیعی، ارزیابی تجربی اثرات بیولوژیکی نامطلوب مواد گیاهی و سایر مواد طبیعی با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی (in vitro) و درون‌تنی (in vivo) و تحلیل دوز-پاسخ است.

Scope

این موضوع شامل سطوح ارزیابی سمیتی است که معمولاً برای گیاهان دارویی به کار می‌رود: غربالگری سمیت سلولی و سمیت ژنی آزمایشگاهی (in vitro)، مطالعات حیوانی (in vivo) با دوزهای حاد و مکرر، و آزمایش‌های اختصاصی برای نقاط پایانی مانند سمیت کبدی و سمیت ژنی. این بخش به این می‌پردازد که چرا محصولات طبیعی چالش‌های آزمایشی خاصی را ایجاد می‌کنند — مخلوط‌های پیچیده، تغییرات بین دسته‌ها، و اجزای فعالی که نیاز به فعال‌سازی زیستی متابولیکی دارند — و چگونه پروتکل‌های استانداردشده با هدف قابل مقایسه ساختن نتایج عمل می‌کنند. این یک گزارش مرجع-آموزشی از روش‌های آزمایش است، نه یک پروتکل برای استفاده بالینی.

Core questions

• چه روش‌های آزمایشگاهی (in vitro) و درون‌تنی (in vivo) برای غربالگری سمیت محصولات طبیعی استفاده می‌شوند و هر کدام چه چیزی را شناسایی می‌کنند؟
• چگونه پیچیدگی شیمیایی و تغییرپذیری مخلوط‌های گیاهی ارزیابی سمیت را دشوار می‌کند؟
• داده‌های دوز-پاسخ چگونه برای استخراج معیارهایی مانند دوز کشنده میانه یا سطح بدون اثر نامطلوب مشاهده‌شده استفاده می‌شوند؟
• کدام نقاط پایانی — به عنوان مثال سمیت کبدی، سمیت ژنی، و فعال‌سازی زیستی اجزا — به ویژه برای محصولات طبیعی مرتبط هستند؟

Key concepts

• رابطه دوز-پاسخ
• سمیت حاد در مقابل سمیت با دوزهای مکرر
• سنجش‌های سمیت سلولی و سمیت ژنی آزمایشگاهی (in vitro)
• دوز کشنده میانه و سطح بدون اثر نامطلوب مشاهده‌شده
• فعال‌سازی زیستی متابولیکی
• سمیت کبدی به عنوان یک نقطه پایانی کلیدی
• پروتکل‌های آزمایش استانداردشده

Mechanisms

آزمایش سمیت در سطوح مختلفی انجام می‌شود. سنجش‌های آزمایشگاهی (in vitro) بر روی سلول‌های کشت‌شده برای غربالگری سمیت سلولی استفاده می‌شوند، در حالی که آزمایش‌های باکتریایی و سلول‌های پستانداران، سمیت ژنی و جهش‌زایی را بررسی می‌کنند. مطالعات درون‌تنی (in vivo) حیوانات را در معرض دوزهای درجه‌بندی‌شده قرار می‌دهند تا منحنی دوز-پاسخ را ایجاد کنند، از پروتکل‌های حاد تک‌دوز که معیارهایی مانند دوز کشنده میانه را تخمین می‌زنند تا مطالعات با دوزهای مکرر که سطح بدون اثر نامطلوب مشاهده‌شده و اندام‌های هدف را شناسایی می‌کنند. یکی از ویژگی‌های تکرارشونده محصولات طبیعی این است که برخی از اجزا به خودی خود سمی نیستند تا زمانی که به صورت متابولیکی فعال شوند — به عنوان مثال، آلکالوئیدهای پیرولیزیدین در کبد به استرهای پیرول واکنش‌پذیر تبدیل می‌شوند — بنابراین آزمایش باید متابولیسم را در نظر بگیرد و کبد اغلب یک اندام هدف است.

Clinical relevance

داده‌های آزمایش سمیت، مبنای قضاوت‌های ایمنی در مورد ترکیبات گیاهی را فراهم می‌کنند و به توضیح آسیب‌های مستند مانند سمیت کبدی ناشی از گیاهان دارویی کمک می‌کنند. این موضوع نحوه تولید چنین شواهدی را توصیف می‌کند؛ اما آستانه‌هایی برای استفاده فردی ارائه نمی‌دهد، که خارج از دامنه مرجع-آموزشی است.

Evidence & guidelines

آزمایش‌های استانداردشده از پروتکل‌های هماهنگ بین‌المللی، از جمله دستورالعمل‌های OECD برای آزمایش مواد شیمیایی، پیروی می‌کنند که روش‌هایی مانند روش بالا و پایین برای سمیت حاد خوراکی را مشخص می‌کنند. سازمان جهانی بهداشت راهنمایی‌های تکمیلی در مورد ارزیابی ایمنی و نظارت بر داروهای گیاهی ارائه می‌دهد. بررسی‌های مربوط به سمیت کبدی ناشی از گیاهان دارویی و سمیت آلکالوئیدهای پیرولیزیدین نشان می‌دهد که چگونه نقاط پایانی آزمایش با خطرات واقعی مطابقت دارند.

History

آزمایش سمیت مواد گیاهی از سم‌شناسی کلاسیک نشأت گرفت، که از اوایل قرن بیستم تحلیل دوز-پاسخ و آزمایش‌های حیوانی استاندارد را رسمی کرد. با تبدیل شدن گیاهان دارویی به محصولات بازار انبوه، پروتکل‌های هماهنگ بین‌المللی مانند دستورالعمل‌های آزمایش OECD برای ارزیابی آن‌ها تطبیق داده شدند، و گزارش‌های فزاینده آسیب‌هایی مانند سمیت کبدی ناشی از گیاهان دارویی، توجه را به نقاط پایانی مرتبط با مخلوط‌های طبیعی پیچیده معطوف کرد.

Debates

پارادایم‌های استاندارد آزمایش تک‌ترکیبی تا چه حد برای مخلوط‌های گیاهی پیچیده مناسب هستند؟

پروتکل‌های توسعه‌یافته برای مواد شیمیایی تعریف‌شده باید با تغییرپذیری و ماهیت چندجزئی عصاره‌های گیاهی مقابله کنند، و بحث‌های جاری در مورد نحوه آزمایش کل فرآورده‌ها در مقابل ترکیبات نشانگر جداسازی‌شده وجود دارد.

Key figures

• Felix Stickel
• Peter P. Fu

Seminal works

• oecd-425-2022
• stickel-2015
• fu-2020-pa

Frequently asked questions

چرا آزمایش سمیت محصولات طبیعی دشوارتر از داروهای منفرد است؟

آنها مخلوط‌های پیچیده و متغیری هستند که ترکیبشان می‌تواند بین دسته‌ها متفاوت باشد، و برخی از اجزا تنها پس از فعال‌سازی متابولیکی سمی می‌شوند، بنابراین یک سنجش منفرد به ندرت تمام خطر را پوشش می‌دهد.

تحلیل دوز-پاسخ چیست؟

این مطالعه‌ای است که نشان می‌دهد چگونه یک اثر بیولوژیکی با دوز یک ماده تغییر می‌کند، و برای استخراج معیارهایی مانند دوز کشنده میانه و سطح بدون اثر نامطلوب مشاهده‌شده استفاده می‌شود.