, вызванная Borrelia burgdorferi и множеством близкородственных видов Borrelia, является наиболее распространенным трансмиссивным заболеванием человека в Северном полушарии ( 1 , 2 ). Ежегодно в США диагностируется около 300 000 новых случаев ( 3 , 4 ). В США и Европе растет распространенность клещевых инфекций из-за множества различных факторов, включая изменение климата ( 5 , 6 ) и нарушение плотности хищников в пригородных районах ( 7 ).
может поражать различные системы организма и органы ( 10 ). В то время как многие пациенты полностью выздоравливают с помощью ранней антибиотикотерапии, по меньшей мере 10–20% пациентов испытывают стойкие симптомы после традиционно рекомендуемого курса антибиотиков в течение 2–4 недель ( 11 , 12 ), а недавний ретроспективный анализ показал, что 63% пациентов испытывали постоянные симптомы даже после приема курса антибиотиков для лечения болезни Лайма ( 13 ).
B. burgdorferi может уклоняться от ответа иммунной системы (15 , 16 ), и многочисленные исследования показали , что бактерии способны сохраняющимся в различных тканях в различных моделях животных, несмотря на агрессивную и длительную терапию антибиотиков ( 17 — 19 ).
В дополнение к исследованиям на млекопитающих, отмеченным выше, стойкость B. burgdorferi после лечения антибиотиками была продемонстрирована в исследованиях на людях и в тематических отчетах ( 20 — 23 ). Постоянные симптомы боррелиоза Лайма значительно влияют на качество жизни ( 24 , 25 ), поэтому некоторые врачи лечат этих пациентов расширенными курсами антибиотиков, но этот подход является спорным с одним руководящим принципом медицинского общества ( 26 )
Хотя антибиотикотерапия была связана с улучшением клинических результатов ( 27 , 28 ), антибиотикотерапия, по-видимому, более эффективна против активно делящейся формы спирохет. Кроме того, было доказано, что B. burgdorferi может изменять морфологию и образовывать биопленкоподобные микроколонии, состоящие из устойчивых бактерий стационарной фазы ( 29 — 31).).
Традиционные антибиотики обладают слабой активностью в отношении нетипичных персистентных форм (круглые тела, микроколонии и биопленки), и ранее мы работали над выявлением новых лекарств и комбинаций лекарств, которые эффективны против этих нетипичных форм ( 29 , 30 , 32 ).
В то время как даптомицин и дапсон были идентифицированы как обладающие значительными эффектами против персистентных клеток боррелий in vitro ( 29 , 33 ) и in vivo на мышиной модели ( 31 ), их использование в клинической практике может быть ограничено побочными эффектами (обоими), стоимостью ( даптомицин), парентеральное введение (даптомицин) и плохое проникновение в ЦНС (даптомицин) ( 34).
Существовали различные неофициальные сообщения об использовании растительных экстрактов для лечения пациентов с сохраняющимися симптомами с различной степенью улучшения. Тем не менее, неясно, обусловлено ли действие травяных продуктов их прямой антимикробной активностью или их влиянием на иммунную систему хозяина.
В настоящем исследовании мы исследовали антимикробные эффекты 12 широко используемых ботанических лекарств и трех других природных антимикробных агентов для потенциальной анти- Borrelia burgdorferi активности in vitro.
Было обнаружено, что 7 экстрактов натуральных продуктов даже в экстракте 1% обладают хорошей активностью в отношении культуры B. burgdorferi в стационарной фазе по сравнению с контрольными антибиотиками доксициклином и цефуроксимом. К таким активным растительным препаратам относятся:
- Cryptolepis sanguinolenta,
- Juglans nigra (черный орех),
- Polygonum cuspidatum (рейнутрия японская ),
- Artemisia annua (полынь),
- Uncaria tomentosa (кошачий коготь или Ункария опушённая),
- Cistus incanus (ладанник),
- Scutellaria baicalecapis (шлемник байкальский).
Мы также проверили несколько других трав и веществ, которые используются пациентами с болезнью Лайма, в том числе Stevia rebaudiana (Стевия), Andrographis paniculata (Андрографис), экстракт семян грейпфрута, Ashwagandha somnifera (), коллоидное серебро, лаурицидин (монолаурин) и антимикробный пептид LL-37, но обнаружили, что они имеют небольшую активность или вообще не действуют против стационарных фаза B. burgdorferi клетки.
Значения минимальной ингибирующей концентрации (MIC) для Artemisia annua, Juglans nigra и Uncaria tomentosa были достаточно высокими для выращивания B. burgdorferi , несмотря на их сильную активность в отношении нерастущей стационарной фазы B. burgdorferi .
Две активные травы, Cryptolepis sanguinolenta и Polygonum cuspidatum, показали сильную активность как в отношении растущего B. burgdorferi (MIC = 0,03–0,06% и 0,25–0,5% соответственно), так и в нерастущей стационарной фазе B. burgdorferi.
В исследованиях по субкультуре всего лишь 1% экстракт Cryptolepis sanguinolenta вызывал полное уничтожение, в то время как доксициклин и цефуроксим и другие активные травы не могли уничтожить клетки стационарной фазы B. burgdorferi, так как многие спирохеты были видны после 21-дневной субкультуры.
Cryptolepis sanguinolenta
Cryptolepis sanguinolenta — это растение, произрастающее в Африке, где оно используется в народной медицине для лечения малярии, туберкулеза, гепатита и сепсиса ( 45 ). Cryptolepis sanguinolenta был протестирован в доклинических исследованиях и выяснилось, что он имеет противовоспалительные ( 46 , 47 ) антибактериальные ( 48 — 50 ), противогрибковые ( 51 ), анти-амебные ( 52 ), и антималярийные ( 53 , 54 ) свойства. Два предварительных клинических исследования подтвердили значительную эффективность лечения неосложненной малярии без признаков явной токсичности ( 55). Хотя было выявлено несколько вторичных метаболитов с антимикробной активностью, алкалоид криптолепин был наиболее хорошо изучен. Считается, что антимикробная активность криптолепина является вторичной по отношению к множественным механизмам действия, включая как бактерицидные, так и бактериостатические эффекты ( 48 ). Более конкретно, было показано, что криптолепин вызывает морфологические изменения и разрушение клеток ( 51 ), а также эффекты интеркалирования ДНК и ингибирования топоизомеразы II ( 56 , 57 ). Следует отметить, что помимо криптолепина другие компоненты Cryptolepis sanguinolenta также обладают антимикробной активностью ( 58 ).
Cryptolepis sanguinolenta, как правило, хорошо переносится, и у людей во время его длительного использования в некоторых частях Китая и Индии было зафиксировано мало побочных эффектов. Исследования на крысах показывают, что дозы экстракта до 500 мг / кг относительно безопасны ( 59 ). Важно отметить, что новым открытием этого исследования является тот факт, что Cryptolepis sanguinolenta обладает сильной активностью в отношении роста B. burgdorferi с низким MIC, а также нерастущей стационарной фазы B. burgdorferi.
Juglans nigra (Черный орех)
Juglans nigra и его компоненты обладают антиоксидантным, антибактериальным, противоопухолевым и химиопротекторным действием ( 61 , 62 ). Предыдущие испытания in vitro подтвердили, что Juglans nigra проявлял бактериостатическую активность против спирохет лог-фазы B. burgdorferi и B. garinii и бактерицидную активность против круглых тел Borrelia ( 63 ). Недавно было также доказано, что два различных коммерчески доступных растительных препарата, содержащих Juglans nigra, обладают активностью против спирохет лог-фазы B. burgdorferi.штамм GCB726, образование округлых тел и биопленок в тестах in vitro ( 64 ). Также было показано, что Juglans nigra имеет несколько компонентов ( 65 ) с антимикробными свойствами, включая юглон (5-гидрокси-1,4-нафталиндион), фенольные кислоты, флавоноиды и катехины (включая галлат эпигаллокатехина) ( 66 , 67 ). Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие составляющие обладают антиборрелиальной активностью. Juglans nigra хорошо переносится, и побочные эффекты встречаются редко: у некоторых людей это может вызвать желудочно-кишечные расстройства ( 68 ) и вызвать изменения пигментации кожи ( 69 , 70), может быть некоторая аллергическая перекрестная реактивность у лиц с аллергией на орехи или грецкие орехи, а также случаи дерматита у людей ( 71 ). Было обнаружено, что активное соединение юглон имеет пероральный ЛД 50 у крыс 112 мг / кг ( 72 ).
Polygonum cuspidatum (Рейнутрия японская)
Polygonum cuspidatum обладает документированным противоопухолевым, противомикробным, противовоспалительным, нейропротекторным и кардиопротекторным действием ( 73 , 74 ), при этом полифенол ресвератрол является одним из основных активных компонентов. Предыдущее тестирование in vitro подтвердило, что ресвератрол проявлял активность против спирохет log-фазы Borrelia burgdorferi и Borrelia garinii, минимальную активность против боррелиевых округлых тел и отсутствие значительной активности против связанных с боррелиями биопленок ( 63 ). Другой активный компонент Эмодин (6-метил-1,3,8-тригидроксиантрахинон), обладает документированной активностью в отношении клеток B. burgdorferi стационарной фазы ( 75).). Кроме того, доклинические исследования документировали дополнительные антибактериальные и анти-биопленочные эффекты ( 76 , 77 ). Антибактериальная активность P. cuspidatum объясняется содержанием в нем стильбенов (включая ресвератрол) и гидроксиантрахинона ( 78 ). Было обнаружено, что Polygonum cuspidatum обладает минимальной токсичностью в исследованиях на животных и людях. Может возникнуть расстройство желудочно-кишечного тракта и диарея, но она исчезает с уменьшением или прекращением приема ( 79 ). Хотя на людях было проведено мало исследований, обзор 2010 года показал, что он хорошо усваивается и быстро метаболизируется.
Artemisia annua (Полынь однолетняя)
Artemisia annua (Сладкая полынь, также называемая китайской полынью и полынью однолетней) — это лекарственное растение, которое используется в медицинских целях более 2000 лет ( 80 ), а выделение активного компонента под названием артемизинин было удостоено Нобелевской премии в 2015 году за роль в лечении малярии ( 81 ). Артемизинин также обладает ранее задокументированной активностью в отношении стационарной фазы B. burgdorferi сохраняется в моделях in vitro ( 32 , 82 ). Кроме того, небольшое пилотное исследование продемонстрировало, что синтетический аналог артемизинина, называемый артесунатом, показал значительное снижение кратковременных нарушений памяти у пациентов с болезнью Лайма в сочетании с внутривенным введением цефтриаксона (83 ). Антимикробный механизм действия артемизинина полностью не изучен ( 84, 85 , 86 ). Содержание артемизинина в образце Artemisia annua, используемом в настоящем исследовании, было подтверждено как 0,11% с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии / УФ-визуальной спектроскопии в Институте безопасности и защиты пищевых продуктов (Centralia, WA). Высокое качество Artemisia обычно должны содержать> 0,3% артемизинина. Несмотря на потенциальные субоптимальные уровни артемизинина, присутствующие в Artemisia annua, используемые для настоящего исследования, как 60, так и 90% спиртовые экстракты Artemisia annua проявлял лучшую активность в отношении стационарной фазы B. burgdorferi по сравнению с контрольными антибиотиками цефуроксимом и доксициклином. Одним из объяснений этих результатов может быть то, что другие компоненты, кроме артемизинина, важны для обеспечения антимикробного эффекта, что подтверждается данными предыдущих исследований ( 59 , 87 ). Artemisia annua, как правило, считается безопасным при условии, что вводимый продукт содержит минимальное количество туйона и других производных терпена, которые потенциально являются нейротоксичными, или не содержит их ( 88 ). Исследования на крысах показали, что NOAEL (уровень не наблюдаемых неблагоприятных эффектов) экстракта Artemisia annua, по оценкам, эквивалентен 1,27 г / кг / день у мужчин и 2,06 г / кг / день у женщин) или более (89 ). У людей Artemisia annua безопасно использовалась в дозах до 2250 мг в день в течение до 10 недель ( 88 ), и 1800 мг в день также безопасно использовалась в течение до 6 месяцев ( 88 ). Некоторые желудочно-кишечные расстройства, включая легкую тошноту, рвоту (реже) и боль в животе, могут возникать при более высоких дозах ( 60 ). Использование целых растительных экстрактов вместо отдельных компонентов дает потенциальные преимущества, включая обеспечение нескольких механизмов действия и синергетических эффектов, которые могут снизить риск развития устойчивости к микробам. Появляющийся пример этого можно увидеть в лечении малярии, когда сообщалось о значительной резистентности при комбинированной терапии на основе артемизинина ( 90 ,91 ), тогда как предварительные исследования показывают улучшение эффективности и уменьшение побочных эффектов при использовании всего растения полыни ( 87 , 92 ).
Scutellaria baicalensis (Шлемник байкальский)
Было доказано, что Scutellaria baicalensis (Шлемник байкальский) и его составляющие обладают нейропротекторной, антиоксидантной, антиапоптотической, противовоспалительной и антиэкситотоксической активностью ( 93 — 96 ). Было обнаружено, что один из активных компонентов, обнаруженных в Scutellaria baicalensis — baicalein (байкалин), проявляет in vitro активность в отношении различных морфологических форм B. burgdorferi и B. garinii , включая спирохеты лог-фазы, латентные круглые тела и образования биопленок ( 97 ). Дополнительные исследования подтвердили антимикробную активность ( 98 ), синергетический эффект с антибиотиками ( 99 — 101).) и уменьшенное образование биопленки ( 102 ). Scutellaria baicalensis (Шлемник байкальский) имеет документально подтвержденную клиническую безопасность ( 103 , 104 ). Имеются сообщения о седации, и было показано, что он активен на сайтах рецепторов ( 105 , 106 ). Комбинация лечебного питания из очищенного Scutellaria baicalensis и коры Acacia catechu, содержащая концентрированный байкалин и катехин (Limbrel ™, Move Free Advanced ™), вызывала обратимое повреждение печени по меньшей мере в 35 случаях с расчетной оценочной частотой приблизительно 1 на 10000 ( 107). Несмотря на сообщения о случаях гепатотоксичности, доза 1000 мг / кг в день была определена как уровень нежелательных побочных эффектов (NOAEL) для этого коммерческого продукта ( 108 ). Гепатотоксичность, как правило, не наблюдается из целого растительного экстракта, и в недавнем исследовании не было обнаружено гепатотоксичности у пациентов, принимающих 1335 мг в день в среднем в течение 444 дней ( 109 ).
Uncaria tomentosa (Ункария опушённая)
Uncaria tomentosa (ункария опушённая) имеет документированные нейропротективные эффекты в доклинических исследованиях ( 110 ), а предварительные исследования на людях показали улучшение качества жизни у больных раком ( 111 ), улучшение репарации ДНК ( 112 ) и улучшение симптомов у людей с ревматоидным артритом ( 113 ) и остеоартроз ( 114 ). Потенциальные антимикробные эффекты Uncaria tomentosa не были широко оценены. В нерецензируемой публикации Uncaria tomentosa сообщалось о противоборрелиальных эффектах на модели in vitro ( 115 ). Uncaria tomentosa в рецензируемых исследованиях доказала, что она обладает противомикробным эффектом против пероральных патогенов человека ( 116 ). Было установлено, что Uncaria tomentosa безопасна и имеет минимальные побочные эффекты в различных исследованиях на животных и людях ( 112 ). Исследования на людях от 4 недель ( 114 ) до 52 недель ( 113 ) продемонстрировали побочные эффекты, сравнимые с плацебо. Хотя поступали жалобы на желудочно-кишечный тракт, такие как тошнота, диарея, боль в животе и анемия, считалось, что у пациентов в исследовании были проблемы со здоровьем из-за прогрессирования заболевания солидными опухолями, а не обязательно из-за Uncaria ( 111 ). Острая средняя летальная доза у мышей составляла> 16 г / кг массы тела (117 ).
Cistus incanus (Ладанник)
Было высказано предположение, что Cistus incanus и Cistus creticus являются синонимами ( www.theplantlist.org ), в то время как другие источники предполагают, что Cistus creticus является подвидом Cistus incanus ( 118 ). Предварительные клинические исследования показали значительное улучшение в отношении инфекции верхних дыхательных путей и маркеров воспаления у пациентов, принимающих Cistus incanus ( 119 ), было доказано, что экстракт летучего масла Cistus creticus обладает анти-боррелиальными эффектами на модели in vitro ( 120 ). Дополнительные исследования в пробирке задокументировали антимикробные эффекты Cistus creticus против нескольких бактерий ( 118 , 121 ). Cistus creticus также продемонстрировал значительное ингибирование образования биопленки Streptococcus mutans ( 121 ) и снижение бактериальной адгезии к эмали ( 122 ). Cistus creticus, как было показано, содержит несколько активных компонентов ( 123 ), включая карвакрол ( 120 ). Учитывая, что наша лаборатория ранее документировала, что карвакрол обладает значительной активностью в отношении клеток карциномы и стационарной фазы B. burgdorferi ( 41), возможно, что содержание карвакрола в образце Cistus incanus, протестированном в настоящем исследовании, способствовало значительному уменьшению количества клеток log b и стационарной фазы B. burgdorferi в настоящем исследовании. Растительные экстракты Cistus incanus веками использовались в народной медицине без сообщений о побочных эффектах или аллергических реакциях ( 124 ). В рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании, в котором участвовало 160 пациентов, 220 мг в сутки Cistus incanus хорошо переносились и вызывали меньше побочных эффектов, чем в группе плацебо ( 119 ). В то время как данные о фармакокинетической безопасности редки, исследование клеточной культуры показало, что Cistus incanus не вызывал каких-либо неблагоприятных изменений в отношении пролиферации клеток, выживания или функции клеточных рецепторов ( 124 ).
Мы также проверили несколько других трав и веществ, которые используются пациентами Лайма, в том числе Stevia rebaudiana (Стевия), Andrographis paniculata (Андрографис), экстракт семян грейпфрута (GSE), Ashwagandha somnifera (), коллоидное серебро, лаурицидин (монолаурин) и антимикробный пептид LL-37, но обнаружили, что они имеют небольшую активность или вообще не действуют против стационарных фаза B. burgdorferi клетки.
Необходимы дальнейшие исследования для выявления активных компонентов эффективных растительных веществ и оценки их комбинаций для более эффективного уничтожения B. burgdorferi in vitro и in vivo .
Источник: Front. Med., 21 February 2020. Feng J, Leone J, Schweig S and Zhang Y (2020) Evaluation of Natural and Botanical Medicines for Activity Against Growing and Non-growing Forms of B. burgdorferi. https://doi.org/10.3389/fmed.2020.00006
