„Kovido atvejų gerokai sumažėjo, bet matome, kad šitas virusas iš mūsų aplinkos niekur nedingo. Todėl kartu su mokslininkų komanda ir privataus sektoriaus atstovais galvojome, kaip galėtume sukurti produktą, kuris padėtų palengvinti viruso sukeliamus simptomus, o vieno iniciatyvaus ūkininko dėka, atsigręžėme į pluoštines kanapes“, – mokslinio tyrimo „Pluoštinių kanapių tikslinių metabolitų valdymas COVID-19 simptomus lengvinantiems produktams kurti“ pradžią prisimena viena iš tyrimo iniciatorių, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro vyriausioji mokslo darbuotoja dr. Vita Tilvikienė.
Pasak mokslininkės, pluoštinės kanapės yra senas, bet perspektyvus augalas, kurio daugiafunkciškumas pritaikius šiandienes technologijas, leidžia dar labiau išplėsti jo panaudojimo galimybes.
Pandemija baigėsi – moksliniai tyrimai įsibėgėja
„Atsiradus galimybei išskirti fitokanabinoidus bei kitas veikliąsias medžiagas, buvo pastebėta, kad pluoštinės kanapės gali būti labai plačiai naudojamos. Ir vienas iš panaudojimo būdų, tikėjomės, kad gali būti būtent kovido sukeliamiems ligos simptomams lengvinti“, – tyrimui iš pirmo žvilgsnio pasirinktą visuomenėje kontraversiškai vertinamą, bet savo sudėtimi itin turtingą augalą įvardija mokslininkė dr. Vita Tilvikienė.
Dr. Vitos Tilvikienės vadovaujamos komandos tikslas, šiame jungtiniame skirtingų partnerių ir etapų projekte – sukurti pluoštinių kanapių auginimo technologiją, pagal kurią užauginta žaliava būtų tinkama medicinos produktams pagaminti, kurie padėtų žmonėms palengvinti kovido sukeliamus simptomus.
Pasak mokslininkės, pluoštinių kanapių veislių yra labai daug, tačiau ne visos jos yra tinkamos auginti mūsų klimato sąlygomis, todėl tyrimui buvo atrinktos tik kelios veislės, kurios pasižymėjo stabilumu ir aukštu derlingumu ir kurių cheminė sudėtis pagal Lietuvos oro sąlygas kito mažiausiai.
Tyrimas buvo vykdomas dvejus metus, kurie išsiskyrė skirtingomis meteorologinėmis sąlygomis: viena vasara buvo drėgna bei vėsoka, kita – sausringa. Taigi ir mokslininkų gauti rezultatai labai skyrėsi. Pastebėta, kad pluoštinės kanapės labiau mėgsta vėsesnius ir drėgnesnius orus. Tada ir derlingumas buvo didesnis ir veikliųjų medžiagų: fitakanabinoidų ir terpenų ir kitų žaliavoje buvo gerokai daugiau.
Tyrimui parinkta konkreti kanapių veislė
Iš tirtų veislių (Fenola, Henola, Felina) Felina veislės žiedynuose nustatyta daugiausiai susintetinto CBD, todėl siekiant pluoštines kanapes auginti CBD (viena iš kanabinoidų rūšių) išskyrimui rekomenduota auginti Felina veislę.
„Išskyrėme vieną pluoštinių kanapių veislę „Felina 32“, su kuria ir vykdėme tolimesnius tyrimus, žiūrėjome kaip keičiasi veikliųjų medžiagų kaupimas stresinėmis sąlygomis. Nes kuo augalui blogiau, kuo daugiau stresorių jis gauna, tuo dagiau pradeda savyje kaupti veikliųjų medžiagų. Taigi, kaip stresoriai buvo naudojamas purškimas per lapus, įvairiomis amino rūgštimis, augimo reguliatoriais ir taip pat skystais azoto preparatais“, – specifinę pluoštinių kanapių auginimo technologiją tam, kad gauta žaliava vėliau būtų tinkama tolimesniems tyrimams įvardija V.Tilvikienė.
Užauginus žaliavą, laboratorijoje atskirai buvo tiriami žiedymai ir augalo lapai.
„Pluoštinės kanapės išsiskiria tuo, kad jos turi tokios mažus spygliukus, kuriuose būtent ir kaupiamos pagrindinės veikliosios medžiagos. Nuėmus žaliavą ji per labai trumpą laiką buvo šaldoma azote ir liofilizuojama – džiovinama labai šaltoje temperatūroje (-80 °C)“, – atlikto tyrimo žingsnius komentuoja Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro vyriausioji mokslo darbuotoja dr. Vita Tilvikienė.
Tas pats augalas – skirtingos biologinės savybės
Tiksliai pagal patvirtintą technologiją paruošta žaliava toliau keliavo į Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) laboratorijas, kur buvo išbandomos ne tik kanapių veislės, bet ir visa eilė fizinių ir agrobiologinių veiksnių augalų metabolitų sudėčiai valdyti. Iš atrinktų žaliavų buvo ruošiami preparatai, kurių biologinis aktyvumas vertintas ląstelių modeliuose.
„Dėl žaliavų gausos, tyrimus vykdėme dviem etapais – pirmiausia, atlikome atrankinį skenavimą paprastesniais, greitesniais metodais, siekiant parinkti detalesniems tyrimams daugiausiai žadančius pavyzdžius. Su jais vykdėme išsamesnius tyrimus ląsteliniuose kvėpavimo takų virusinio uždegimo modeliuose. Vertinome ar preparatai padeda švelninti COVID-19 sukelto uždegimo poveikį ląstelėms, ar padeda joms išvengti pažaidų ir neprarasti funkcionalumo. Mus ypač nustebino, kad tos pačios rūšies augalas gali būti tokių skirtingų biologinių savybių: kai kurie preparatai pasižymėjo ženkliu toksiškumu, kiti – priešingai, skatino ląstelių atsinaujinimą. Atrinkome keletą išties daug žadančių preparatų, kurių pagrindu galėtų būti kuriami virusinio uždegimo simptomus lengvinantys sveikatos produktai. Tai, manau, ir yra svarbiausias šio projekto pasiekimas“, – LSMU laboratorijose atliktus tyrimus ir gautas išvadas pristato tyrime dalyvavusi Lietuvos sveikatos mokslų universiteto vyresnioji mokslo darbuotoja dr. Aistė Jekabsonė.
Kuriamas preparato prototipas
Mokslininkė sako, kad šiuo projektu buvo įrodyta, jog vaistinio preparato kūrimas prasideda ne nuo augalinės žaliavos surinkimo, o gerokai anksčiau – nuo poveikio sėkloms. Šio projekto tikslas, kurį sau kėlė LSMU – parinkti perspektyviausias žaliavas ir jų preparatus tolimesniam prototipų vystymui.
„Kalbant apie preparatus, išskirčiau projekto partnerio biotechnologijų kompanijos paruoštas kanapių egzosomas. Egzosomos – tai ląstelių gaminamos nanopūslelės, kuriose yra įkapsuliuotos biomolekulės. Tai yra tarsi savotiškas ląstelių paštas, atliekantis ląstelių apsikeitimo informacija ir medžiaga funkcija. Išgrynintos egzosomos tarnauja kaip natūralios liposomos su viduje esančiomis veikliosiomis medžiagomis, kurios išlieka apsaugotos nuo ardančio aplinkos poveikio. Jos yra labai stabilios, nesukelia imuninių reakcijų ir geba skverbtis giliai į audinius. Dėl šių savybių, koncentruoti egzosomų preparatai gali pasižymėti visiškai kitokiomis savybėmis, nei kitaip paruošti augaliniai preparatai, kuriuose veikliosios medžiagos nėra apsaugotos, greitai skyla veikiamos drėgmės, šviesos ar biologinių skysčių ir yra sulaikomos odos ar gleivinių paviršiuje“, – apie projekto metu sukurtą išskirtinį preparatą pasakoja LSMU mokslininkė A.Jekabsonė.
„Rinkoje yra nemažai įvairių kanapių produktų, iš veikliųjų medžiagų populiariausias kanabinoidas kanabidiolis, su juo yra sukurtų priešvirusinių priemonių, kurios rekomenduojamos naudoti ir COVID-19 atvejais. Tačiau produktai, pagaminti iš kanapių egzosomų su jose sukauptomis priešvirusinėmis medžiagomis, yra išties unikalūs“, – pasakoja A.Jekabsonė.
Finansavimas iš Europos regioninės plėtros fondo
Projektą „Pluoštinių kanapių tikslinių metabolitų valdymas COVID-19 simptomus lengvinantiems produktams kurti“ finansavo Lietuvos mokslo Taryba iš Europos regioninės plėtros fondų. Šiam tyrimui buvo skirta apie 300 000 eurų, o lėšos paskirstytos tyrimą vykdantiems partneriams.
„Finansavimas mums buvo labai svarbus, nes turėjome gana nemažą komandą, todėl kad dalyvavo skirtingų sričių specialistai“, – finansinės paramos svarbą vykdant tokius didelės apimties tyrimus, kurie apjungia skirtingas sritis: nuo žemės ūkio, biotechnologijų iki medicinos ir farmacijos įvardija viena iš tyrimo iniciatorių V.Tilvikienė
„Šis projektas buvo atrinktas finansuoti būtent dėl to, kad jame numatyti kompleksiniai moksliniai tyrimai išties aktualūs ne tik Lietuvos, bet ir globaliu mastu. Pandemijos metu iškilo poreikis ieškoti būdų, kaip daugybei sergančiųjų palengvinti viruso sukeliamus ligų simptomus, tad ši mokslininkų komanda išsikėlė sau tikslą – sukurti pluoštinių kanapių auginimo technologiją, pagal kurią užauginti produktai ir prisidėtų prie šių simptomų lengvinimo. Tyrimas inicijuotas savu laiku, o jo rezultatai turi didžiulį potencialą pritaikomumui ir tolesniems tyrimams“, – sako Paramos tyrėjams ir ES investicijų skyriaus vedėjas Andrius Kaveckas.
„Mūsų tyrimo rezultatai iš kitų panašaus pobūdžio tyrimų išsiskiria tuo, kad mes turėjom galimybę pasižiūrėti kompleksiškai į visą sistemą. Jeigu žiūrint atskirai, ar medicinos srityje, ar žemės ūkyje, tai tų tyrimų yra, bet kad galėtume viską aprėpti nuo sėklų paruošimo ir jų apdorojimo, kas buvo atliekama ir šalta plazma, ir vakuumu, tiek iki žaliavos užauginimo ir būtent tos pačios žaliavos detalaus cheminio ištyrimo ir produkto kūrimo, tai čia ir yra mūsų projekto unikalumas“, – sako dr. V.Tilvikienė.
Šia mokslininkų išgryninta pluoštinių kanapių auginimo technologija jau domisi ne tik farmacijos kompanijos, bet ir ūkininkai, kurie ieško galimybių Lietuvoje auginti šiuos augalus bioįvairovės didinimui ir dirvožemio gerinimui.
