Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Virüsler ilk keşfedildiklerinden bu yana üzerine yüz yılı aşkın yapılan bilimsel çalışmalara rağmen henüz tam olarak anlaşılamamışlardır. Bu yönleriyle virüsler bitkilere benzerler. Yalnız bitkiler virüslerin aksine, yaşayışları az çok anlaşılan bir gruptur. Bitkilerin henüz tüm özelliklerinin bilinememesi ve bazı ‘davranışlarının’ henüz tam olarak anlaşılamaması virüslerle benzerlik göstermektedir. Nitekim günümüz virolojik (virüs bilimi) çalışmaları bunu kanıtlamaktadır.

Virüslerin Keşfini Bitkilere ve Botanikçilere Borçluyuz!

Virüslerin bitkilerle münasebeti bunlarla sınırlı değildir. Virüslerin ilk keşfedildiği yer bir bitki (tütün bitkisi) aracılığı ile olmuştur. 1800’lü yılların sonlarına doğru tütün bitkilerinde önemli bir ‘hastalık’ keşfedilmiş yalnız bu hastalık üç botanikçinin dikkatini oldukça çekmiştir. Bu üç botanikçi -aynı zamanda bir kimyager olan- Adolf Mayer, Dimitri Ivanovsky, ve -aynı zamanda bir mikrobiyolog olan- Martinus Beijerinck’tir. Bu üç botanikçi tütünlerdeki bu hastalığın üzerine detaylı araştırmalar yapmışlardır fakat tütünlerdeki bu durumun hastalıktan öte bir durum olduğunu (1892’de) ilk keşfeden ve virolojinin babası olarak görülen Rus botanikçi Dimitri Ivanovsky (1864-1920) olmuştur.

Görüldüğü üzere virüslerin keşfi bitkiler ve bitki bilimciler sayesinde olmuştur. Keşfedilen bu ilk virüs daha sonra ‘tütün mozaik virüsü’ olarak adlandırılmıştır. Bu virüsün linear tek sarmal RNA genomu içeren bir virüs olması da bir başka ilginç detaydır.

Virüsler hayvanlara, bakterilere hatta arkelere kadar hemen hemen her canlıya bulaşabildiğinden bitkilere de bulaşabilmeleri gayet tabiidir. Nitekim yukarıda anlatıldığı üzere ilk keşfedildikleri yer olan bitkilerde de bolca mevcutturlar. Virüsler bulaştıkları her canlı grubuna özgü çeşitleri ve/veya türleri bulunmaktadır. Örneğin; tütün mozaik virüsü yalnız bitkilerde bulunmaktadır. Üstelik virüslerin evrimlerinin diğer canlılara bağlı olduğu da ironik bir gerçektir.

Örneğin; bitkilerin bazı virüslere karşı genetik olarak dayanıklılık mekanizmaları olduğu ispatlanırken virüslerin de buna karşılık mutasyon geçirdiği ve farklı canlılara bu sayede rahatça bulaşabildiği bilinmektedir. Öyle ki türe özgü virüslerin türemesi bilim insanlarınca fark edildiğinde virüslerin ne denli çeşitlilik gösterdiği ancak anlaşılabilmiştir.

Antivirüs Olarak Bitkiler

Yapılan bilimsel çalışmalar farklı canlı türlerine özgü virüslerin zararlı etkilerini savuşturmakta bitkilerin özütlerinin (içeriklerinin), genlerinin ve hatta proteinlerinin (bitki virüslerine karşı) hem hayvan hem de bitki virüslerine karşı etkili olduğu bulunmuştur.

Bitkiler üzerine yapılan bazı araştırmalarda tarçın, okaliptüs, çay ağacı, biberiye, nane, karanfil, ıtır, kekik, klivya, bergamot, lavanta, limonotu, servi ve turunç bitkilerinin kimyasal içeriklerinin, uçucu yağlarının (ve hatta yağ buharlarının) bazı (grip -influenza- virüsü, domuz gribi ve özellikle uçuk virüsü gibi) virüsleri inaktif ve/veya inhibe ettiği kanıtlanmıştır.

Bununla beraber bazı bilimsel çalışmalarda bitkilerin antiviral deneylerde etkisiz olduğu (yani olumsuz sonuç) da görülmüştür. 2009’da yayımlanan, İtalyan bilim insanlarının çay ağacı (ya da Hint Defnesi olarak bilinen) Melaleuca alternifolia’nın uçucu yağı üzerine yaptıkları çalışmaya göre bu bitkiye ait etken maddelerin (terpenler) bazı virüslere (Poliovirüs 1, Adenovirüs 2, ECHO 9 gibi virüslere) karşı etkisiz olduğu görülmüştür.

Bitkilerin önemli bir kısmının antimikrobiyal (antibakteriyal, antifungal) etkileri kanıtlansa da antiviral etkileri kanıtlanan bitki sayısı nispeten çok daha azdır. Örneğin; 1952 yılında yapılan bir çalışmada antiviral (İnfluenza A virüsüne) etkisi araştırılan 142 bitkiden yalnız 12’sinin olumlu sonuç vermesi oran bakımından çarpıcı oranda azdır.

Koronavirüs ve Bitkiler

2019 yılı sonunda başlayarak özellikle 2020 yılında pik yaparak tüm dünyayı etkisi altına alan yeni Koronavirüs (Covid-19; yine bir RNA virüsüdür) üzerine etkili bitkisel bileşen -oldukça yeni bir virüs olmasından kaynaklı- yeterince çalışılmamıştır. Bu sebepten bu tür durumlarda tedavi için bilimsel olmayan herhangi bir kaynağın güvenirliğini sorgulamak gerektiği tekrar hatırlanmalıdır. 

Bu konuda yalnızca laboratuvar koşullarında bazı öncü çalışmalara başlanmıştır. Mart 2020’de yayımlanan Vietnamlı bilim insanlarının yeni çalışmasına göre sarımsak ‘yağının’ SARS-CoV‑2 (yeni Koronavirüs -Covid-19-)’e karşı etkili (doğal antivirüs) olduğu ispatlanmıştır. Daha önce de belirtildiği gibi laboratuvar koşullarında denenmiş ve olumlu sonuç alınan bu yöntemin (klinikte) uygulaması henüz mevcut değildir. Bununla beraber bu virüsün her semptomunu gideren herhangi bir bitkisel bileşen de henüz çalışılmamıştır.

Ancak eski Koronavirüs çeşitlerinden olan SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome; ağır akut solunum yolu sendromu) virüsüne (SARS-CoV) etkili daha fazla bilimsel çalışma (uygulamalı çalışmalar da) mevcut olup; bazı bitkisel uçucu yağların etkili olduğu kanıtlanmıştır. Bunlardan biri; Lübnanlı bilim insanlarının 2008 yılında yaptıkları bir çalışmadır. Bu çalışmaya göre önemli bir Akdeniz bitkisi olan defne (Laurus nobilis) yağının SARS-CoV’a karşı etkili olduğu bulunmuştur. (Farklı bilimsel araştırmalarda defne dışında; çivit otu -Isatis indigotica yeni adıyla Isatis tinctoria-, yavşanotu -Artemisia annua-, Lycoris radiata, Pyrrosia lingua -eğrelti türüdür-, Lindera aggregata, meyan kökü gibi bitkilerin de -özütlerinin- SARS için etkili olduğu bulunmuştur).

Tüm bu çalışmalar antiviral kaynaklı çalışmalardır. Antiviral özütlerin virüsleri öldürmediği, yalnızca inhibe ettiği bilinmektedir. Ancak virüs öldürücü (virüsidal) içeriklerin virüslerde tam etkili olabileceği unutulmamalıdır. Bu anlamda tekrar belirtilmelidir ki virüs öldürücü herhangi bir bitkisel bileşen olduğuna yönelik bilimsel uygulamalı çalışma henüz mevcut değildir (in vitro -laboratuvar ortamında- virüsidal çalışmalar -sayısı çok az da olsa- bulunmaktadır).

Virüsler üzerine yapılan bitkisel kaynaklı çalışmaların yoğunluğuna ve içeriklerine bakıldığında bu çalışmalarda çalışılan virüslerin solunum yolu virüslerinden ziyade daha çok cilt rahatsızlığına sebebiyet veren (örneğin; Herpes simpleks -uçuk- virüsü) gibi virüsler olduğu görülmektedir.

Kaynaklar:

• Astani, A., Reichling, J., Schnitzler, P. 2009. Comparative Study on the Antiviral Activity of Selected Monoterpenes Derived from Essential Oils. Phytother. Res. (2009), DOI: 10.1002/ptr.

• Becker, S. 2020. Essential Oils and Coronaviruses. Tisserand Institute, Erişim (https://tisserandinstitute.org/essential-oils-coronavirus/), Erişim tarihi; 10.04.2020.

• Brochot, A., Guilbot, A., Haddioui, L., Roques, C. 2017. Antibacterial, Antifungal, and Antiviral Effects of Three Essential Oil Blends. Microbiology Open. 2017;6:e459, DOI: 10.1002/mbo3.459.

• Chantrill, B. H., Coulthard, C. E., Dickinson, L., Inkley, G. W., Morris, W., Pyle, A. H. 1952. The Action of Plant Extracts on a Bacteriophage of Pseudomonas pyocyanea and on Influenza A Virus. Journal of General Microbiology 6, 74–84.

• Cinatl, J., Morgenstern, B., Bauer, G., Chandra, P., Rabenau, H., Doerr, H. W. 2003. Glycyrrhizin, An Active Component of Liquorice Roots, and Replication of SARS-Associated Coronavirus. Lancet 2003; 361: 2045-2046.

• Çandar, A., Erkan, S. 2011. Bitkilerde Viral Etmenlere Karşı Genetik Dayanıklılık Mekanizmaları. Elektronik Mikrobiyoloji Dergisi, Yıl: 2011, Cilt: 09, Sayı: 3, Sayfa: 13-27.

• Elaissi, A., Rouis, Z., Salem, N. A. B., Mabrouk, S., Salem, Y. B., Salah, K. B. H., Aouni, M., Farhat, F., Chemli, R., Harzallah-Skhiri, F., Khouja, M. L. 2012. Chemical Composition of 8 Eucalyptus Species' Essential Oils and the Evaluation of Their Antibacterial, Antifungal and Antiviral Activities. BMC Complementary and Alternative Medicine, 2012 12:81.

• Garcı´a-Arenal, F., Fraile, A., Malpica, j. M. Variation and Evolution of Plant Virus Populations. Int. Microbiol. (2003) 6: 225–232.

• Garozzo, A., Timpanaro, R., Bisignano, B., Furneri, P.M., Bisignano, G., Castro, A. 2009. In Vitro Antiviral Activity of Melaleuca alternifolia Essential Oil. Letters in Applied Microbiology 49 (2009) 806–808.

• Güner, A., Aslan, S., Ekim, T., Vural, M., Babaç, M. T. (Editörler) 2012. Türkiye Bitkileri Listesi (Damarlı Bitkiler). Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmaları Derneği Yayını, İstanbul.

• Ieven, M., Vlietinick, A. J., Vanden Berghe, D. A., Totte, J., Dommisse, R., Esmans, E., Alderweireldt, F. 1982. Plant Antiviral Agents. III. Isolation of Alkaloids From Clivia miniata Regel (Amaryllidaceae). J. Nat. Prod. 1982, 45, 5, 564-573.

• Li, S. Chen, C., Zhang, H., Guo, H., Wang, H., Wang, L., Zhang, X., Hua, S., Yu, J., Xiao, P., Li, R., Tan, X. 2005. Identification of Natural Compounds With Antiviral Activities Against SARS-Associated Coronavirus. Antiviral Research, 67 (2005) 18–23.

• Lin, C., Tsai, F., Tsai, C., Lai, C., Wan, L., Ho, T., Hsieh, C., Chao, P. L. 2005. Anti-SARS Coronavirus 3C-Like Protease Effects of Isatis indigotica Root and Plant-Derived Phenolic Compounds. Antiviral Research, 68 (2005) 36–42.

• Loizzo, M., Saab, A., Tundis, R., Statti, G., Menichini, F., Lampronti, I., Gambari, R., Cinatl, J., Doerr, H.  2008. Phytochemical Analysis and in Vitro Antiviral Activities of the Essential Oils of Seven Lebanon Species. Chemistry & Biodiversity 5(3), 461-470. https://dx.doi.org/10.1002/cbdv.200890045.

• Lustig, A., Levine, A. J. 1992. One Hundred Years of Virology. Journal Of Virology, Aug. 1992, p. 4629-4631.

• Minami, M., Kita, M., Nakaya, T., Yamamoto, T., Kuriyama, H., Imanishi, J. 2003. The Inhibitory Effect of Essential Oils on Herpes Simplex Virus Type-1 Replication In Vitro. Microbiol. Immunol., 47(9), 681–684.

• Schuhmacher, A., Reichling, J., Schnitzler, P. 2003. Virucidal Effect of Peppermint Oil On The Enveloped Viruses Herpes Simplex Virus Type 1 and Type 2 In Vitro. Phytomedicine, 10: 504–510.

• Stanley, W. M. 1944. Soviet Studies On Viruses. Science, Vol. 99, No.2564, 136-138.

• The Plant List-A Working List Of All Plant Species. 2013. Erişim (http://www.theplantlist.org/). Erişim Tarihi: 06-10.04.2020.

• Thuy, B. T. P., My, T. T. A., Hai, N. T. T., Hieu, L. T., Hoa, T. T., Loan, H. T. P., Triet, N. T., Anh, T. T. V.,  Quy, P. T., Tat, P. V., Hue, N. V., Quang, D. T., Trung, N. T., Tung, V. T., Huynh, L. K.,. Nhung, N. T. A. 2020. Investigation into SARS-CoV‑2 Resistance of Compounds in Garlic Essential Oil. ACS Omega, DOI: 10.1021/acsomega.0c00772.

• Usachev, E. V., Pyankov, O. V., Usacheva, O. V., Agranovski, I. E. 2013. Antiviral Activity of Tea Tree and Eucalyptus Oil Aerosol and Vapour. Journal of Aerosol Science, Volume 59, May 2013, Pages 22-30.

• Vimalanathan, S., Hudson, J. 2014. Anti-influenza Virus Activity of Essential Oils and Vapor. American Journal of Essential Oils and Natural Products, 2014; 2 (1): 47-53.

• http://bilimya.com/bitkiler-ve-virusler.html

Biyolog Muhyettin ŞENTÜRK