האנדופיטים הם מיקרואורגניזמים החיים בתוך רקמות של צמחים. הם משמשים מקור להכנת תכשירים חדשים בעלי פעילות ביולוגית (1). האנדופיט אינו מזיק לפונדקאי שלו, וברוב המקרים הוא עוזר לו ומגן עליו, באמצעות המרכיבים הרבים שהוא מייצר. מרכיבים אלה, אחרי שמבודדים אותם ולומדים להכיר אותם, הם מקור להכנת תכשירים לחקלאות,
לתעשיה ולרפואה (1).
כל צמח עלול להיות פונדקאי למיקרואוגניזמים, ממש כמו שלכל בעל חי יש את הפלורה הטבעית ששוכנת בתוכו ומתפרנסת ממנו. המחלות שהופיעו אצל אנשים אחרי שהרסו להם את הפלורה הטבעית עם ריכוזים גבוהים של אנטיביוטיקה, הבהירו לנו עד כמה חשובים חיידקים אלה בשבילנו. התעשיה התחילה לייצר מיד חיידקים ולהחזיר אותם לאנשים שהפלורה שלהם נפגעה.
רק חלק קטן מאד מהאנדופיטים נחקר עד עכשיו. האנדופיטים פועלים כמעבדה כימית בגוף הצמח הפונדקאי. הם מייצרים מרכיבים שאינם רעילים עבור הצמח, ושמגינים עליו בפני מיקרואורגניזמים פתוגנים, מפני חרקים ומפני בעלי חיים רבים שאוכלים את הצמחים (2).
אנדופיטים מייצרים מרכיבים שניוניים רבים, כגון, אלקלואידים, פלבונואידים, חומצות פנוליות, סטרואידים, קינונים, טרפנואידים, ורבים אחרים (3). מרכיבים אלה הם בשימוש במוצרים רפואיים נוגדי חיידקים, נוגדי וירוסים, נוגדי טפילים, אימונומודולנטים, אנטי אוקסידנטים (3).
נביא דוגמאות מתכשירים רפואיים המיוצרים בתעשיה מאנדופיטים.
מרכיבים נוגדי סרטן
טקסול הוא די טרפן שמרבים להשתמש בו לטיפול בסרטן השד, השחלות והריאות.
Taxol
הטקסול נקשר למיקרוובול ומונע ממנו לעבור דה פולימריזציה לטובולין. הוא מונע חלוקת תאים בשלב הראשון של המיטוזיס.
בודדו את הטקסול מקליפת העץ Taxus brevifolia. תהליך הבידוד ארוך ויקר וקילוף העץ גורם למותו. הטקסוס גדל לאט, וכמות הטקסול שהפיקו מכל עץ היתה קטנה.
בידוד האנדופיט Taxomyces andreanae שמייצר טקסול, פתח אפשרות חדשה לייצור טקסול זול וזמין יותר (4), מבלי לפגוע בעצים.
מאוחר יותר מצאו כמה פטריות אנדופיטיות החיות במינים אחרים של Taxus וגם בצמחים אחרים שמייצרים טקסול בתהליך של תסיסה (1).
האלקלואיד Camptothecin הוא חומר אנטי סרטני שבודדו אותו מ-Camptotheca acuminata. אין מרבים להשתמש בו בגלל הרעילות הגבוהה שלו והמסיסות הנמוכה במים.
לאחרונה מייצרים אותו מפטריה אנדופיטית Fusarium solani הגדלה ב-Camyotheca.
מאז שהחומר נעשה זמין יותר מרבים לחקור אותו ולהכין ממנו נגזרות מסיסות יותר במים ובעלות רעילות קטנה יותר (5).
Podophyllotoxin מצוי בצמח עשבוני הגדל בצפון אמריקה Podophyllum peltatum. בודדו אותו מהשורש ומקנה השורש.
Pdophyllotoxin הוא אלקלואיד המתקשר לטובולין ומעכב את הפולימריזציה של טובולין למיקרוטובול. הוא מעכב חלוקת תא בשלב של המטאפאזה.
הכינו ממנו נגזרות חצי סינתטיות teniposide, etoposide, etoposide sulphate ומשתמשים בהן לטיפול בגידול באשכים, בלימפומות non Hodgkin. מצאו שהוא פעיל נגד לויקמה בילדים ובתינוקות.
מצאו פטריה אנדופיטית Trametes hirsute שגדלה ב- Podophyllum ומייצרת podophllotoxin בעל תכונות אנטי סרטניות (6).
התגלו פטריות אנדופיטיות נוספות המייצרות podophyllotoxin, הפטריה Aspergillus fumigatus הגדלה ב- Juniperus communis . הפטריה Fusarium oxysporum הגדלה ב- Juniper recurva (7)
מרכיבים אנטי מיקרוביאליים
גילוי של מרכיבים אנטי מיקרוביאליים חדשים המיוצרים על ידי אנדופיטים הוא בעל חשיבות גדולה, לאור העמידות של מיקרואורגניזמים פתוגנים לחומרים האנטי ביוטיים המצויים בוק.
תופעה זו ידועה גם אצל צמחים. חיידקים ופטריות התוקפים אותם נעשים עמידים לתכשירים המצויים בשימוש בחקלאות.
בודדו מגינקו בילובה פטריה מהסוג Xylaria, שמצויה כאנדופיט בכמה צמחים. אצל הגינקו היא מייצרת חומר שהוגדר כ- 7-amino-4-methylcoumarin (8). זהו חומר בעל ספקטרום רחב של פעילות נגד חיידקים המתרבים במזון וגורמים לקלקול של המזון. הוכחה פעילות של החומר נגד S. aureus, E. coli, S. typhi, S. typimurium, S. enteriditis, Yersinia, Shigella. מזון שהזדהם על ידי חיידקים לעיתים קרובות מקבל מרירות. הקומרין שבודד מהאנדופיט של הגינקו מעכב גם התפתחות פטריות במזון. הוכחה פעילות נגד
Aspergillus niger, Candida albicans, Aspergillus hydrophila. החוקרים מציעים להשתמש בקומרין כחומר משמר טבעי במזון (8).
Xylariaהגדלה כאנדופיט בצמח Abies holophylla מייצרת griseofulvin, הוא חמר ידוע לטיפול רפואי בפטריות פתוגניות אצל בני אדם ובעלי חיים (9). החוקרים מדווחים גם על פעילות אנטיפרייתית נגד פטריות פתוגניות לצמחים (9).
פטריה אנדופיטית החיה בצמח Hypericum perforatum מייצרת היפריצין שהוא נגזרת של naphthodianthrone. הוכיחו פעילות של ההיפריצין שמיוצר מהאנדופיט נגד חיידקים ופטריות, כגון, S. aureus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeroginosa, Salmonella enterica, E. cole, Candida albicans, Aspergillus nifer.
מרכיבים אנטי אוקסידנטים
מרכיבים אנטי אוקסידנטים רבים מצויים בירקות ופירות. כשיש צורך בריכוז גבוה של אנטי אוקסידנטים מרכזים אותם מתך הצמחים ולוקחים אותם בקפסולות או כדורים.
Xyllaria, שהיא פטריה אנדופיטית בגינקו בילובה מייצרת מרכיבים אנטי אוקסידנטים רבים. בודדו מהפטריה 41 מרכיבים ששייכים לקבוצות השונות של הפנולים והפלבונואידים (11). הם היו בעלי פעילות אנטי אוקסידנטית ואנטי דלקתית (11).
מרכיבים אנטי אוקסידנטים רבים נוספים בודדו מאנדופיטים של צמחים סינים, הודים ומערביים. רובם השתייכו לקבוצות השונות של הפוליפנולים (1).
לסיכום, עבודות שנעשו בשנים האחרונות הוכיחו שהאנדופיטים הם מקור עשיר למרכיבים חדשים, בעלי ספקטרום רחב של פעילות ביולוגית. זהו תחום חדש של מחקר שיושם במהירות רבה, ונתן אפשרות להקמת תעשיות חדשות. רב עדיין הנסתר על הנגלה בתחום זה, והוא ימשיך להעסיק את עולם המדע והביוטכנולוגיה.
מקורות
1. Pimentel MR. Molina G. Dionisio AP. et al. The use of Endophytes to Obtain Compounds and Their Application in Biotransformation Process. Biotechnology Research International 2011 1-15.
2. Owen NL. and Hundley N. Endophytes chemical synthesizers inside plants. Science Progress, 2004,87:79-99.
3. Tan RX and Zou WX. Endphytes: a rich source of functional metabolites. Natural Product Reports, 2011, 18 :448-459.
4. Stierle A. Strobel G. Stierle D. Taxol and taxane production by Taxomyces andreanae, an endophytic fungus of Pacific yew. Science, 1993, 260: 214-216.
5. Amna T. Puri C. Verma V. et al. Bioreactor studies on the endophytic fungus entrophospora infrequens for the production of an anticancer alkaloid camptothecin. Canadian Journal of Microbiology, 2006, 52: 189-196.
6. Puri C. Nazir A. Chawia R. et al. The endophyte fungus Trametes hirsute as a novel alternate source of podophyllotoxin and related aryl tetralin lignans. Journal of Biotechnology, 2006, 122: 494-510.
7. Wagenaar MM. Corwin G. Strobel G. and Clardy J. Three new cytochalasins produced by an endophytic fungus in the genus Rhinocladiella. Journal of Natural Products, 2000, 63: 1692-1695.
8. Liu M. Dong X. Chen M. et al. Antimicrobial activity of an endophytic Xylaria sp. and identification of its antimicrobial compound 7 amino-4-methylcoumarin. Applied Microbiology and Biotechnology 2008, 78: 241-247.
9. Park JH. Choi GI. Lee HB et al. Grisofulvin from Xylaria sp. Strain F0010, an endophytic fungus of Abies holophylla and its antifungul activity against plant pathogenic fungi. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2005, 15: 112-117.
10. Kusari M. Lamshoft S. Zuhike et al. An endophytic fungus from Hypericum perforatum hypericin. Journal of Natural products, 2008, 71: 159-162.
11. Liu X Dong X. Chen M. et al. Antioxidant activity and phenolics of an endophytic Xylaria sp. From Ginkgo biloba. Food Chemistry, 2007, 105: 548-554.
