Valorizacija odpadkov žlezave nedotike (Impatiens glandulifera Royle) za razvoj bioaktivnih izvlečkov s potencialno zaščitno aktivnostjo na humani žilni sistem

Invazivne tujerodne rastlinske vrste so rastline, ki jih je človek (ne)načrtno vnesel v določen ekosistem izven območja njihove prvotne razširjenosti. Mnoge od njih se zdaj širijo z bliskovito hitrostjo, ogrožajo lokalno biotsko raznovrstnost z izpodrivanjem avtohtone vegetacije, ogrožajo tudi nekatere živalske vrste in povzročajo veliko škodo na urbani infrastrukturi. Po podatkih Medvladne platforme Združenih narodov za biotsko raznovrstnost in ekosistemske storitve je zaradi invazivnih rastlin ogrožene do ene petine zemeljske površine, kar zahteva takojšnje posredovanje. Strategije izkoreninjenja in omejevanja so pogosto neučinkovite ter okoljsko ali ekonomsko nevzdržne, zato se pospešeno išče praktična uporaba teh vsiljivcev. Ena takšnih problematičnih vrst je zagotovo žlezava nedotika (Impatiens glandulifera Royle), ki povzroča resno skrb v večini držav EU, Kanadi, Severni Ameriki, Novi Zelandiji in Rusiji. Zato je glavni cilj tega projekta pokazati, da je odpad žlezave nedotike, ki nastane kot stranski produkt njenega mehanskega zatiranja, trajnostni vir antioksidantov, ki ga lahko pretvorimo v izdelke s koristnimi učinki na delovanje človeškega ožilja. Bolezni srca in ožilja ostajajo vodilni vzrok smrti na svetu in v boju proti tej pandemiji potekajo številne raziskave. Žilni endotelij predstavlja notranjo celično oblogo vseh krvnih žil in kot tak predstavlja največji človeški organ in pomembno biomedicinsko tarčo. V predlagani raziskavi želimo iz podzemnih in nadzemnih delov žlezave nedotike uspešno ekstrahirati antioksidante, kot so karotenoidi in različne fenolne spojine. Kombinacija 5 različnih delov rastline, različnih ekstrakcijskih topil (npr. voda, vodne mešanice alkohola in hidrofobna naravna globoko evtektična topila) in ekstrakcijskih tehnik (npr. maceracija, ekstrakcija s topilom pod tlakom in ekstrakcija s pomočjo ultrazvoka) bo omogočila vrsto različnih in potencialno bioaktivnih ekstraktov. Celoten potek ekstrakcije bo potekal v skladu z 12 načeli zelene kemije, saj se obremenitve na okolje, ki jih prinašajo raziskave in tehnološke inovacije, stopnjujejo. Dobljeni ekstrakti žlezave nedotike bodo podvrženi temeljitim raziskavam, znotraj katerih se bodo preučili in določili glavni razredi antioksidantov, ki prispevajo k skupni antioksidativni aktivnosti določenega ekstrakta. Da bi dokazali njihovo varnost (odsotnost kakršnih koli toksičnih komponent rastlinskega matriksa) in njihove morebitne ugodne učinke na človeški žilni sistem, bomo v nadaljevanju ekstrakte ovrednotili tudi s serijo in vitro testov, ki bodo temeljili na uporabi humanih endotelijskih celičnih linij EA.hy926. Dejavnosti bodo vključevale: (i) merjenje sposobnosti preživetja celic (angl. cell viability), (ii) merjenje celične antioksidativne aktivnosti, (iii) spremljanje sprememb koncentracije ustreznih znotrajceličnih biomarkerjev (npr. bilirubin, biliverdin, glutation in sečna kislina) in (iv) merjenje mitohondrijske toksičnosti. Na podlagi pridobljenih obsežnih podatkov bomo ekstrakte, ki bodo inducirali najpomembnejši celični odziv, očistili s pomočjo biološko vodene frakcionacije in okarakterizirali ključne spojine, ki so primarno odgovorne za opažene učinke. V kombinaciji s ciljnimi encimskimi testi bo mogoč tudi globlji vpogled v vlogo teh spojin znotraj endotelija in njihov učinek na celično signalizacijo. Pričakuje se, da bodo vsa prizadevanja v okviru predlaganega projekta sčasoma konvergirala k identifikaciji potentnega ekstrakta žlezave nedotike, ki bo kazal ugoden učinek na zdravje človeka in bi ga bilo moč skozi nadaljnje aplikativne raziskave preoblikovati v novo linijo trajnostnih prehranskih dopolnil. Tu vzpostavljena evalvacijska platforma, ki združuje področja analizne kemije, celične biologije in biokemije, ima v prihodnje velik potencial, da tvori osnovo za detajlno in verodostojno vrednotenje novih virov bioaktivnih spojin.