عصاره زعفران و ترکیبات آن: شیمی، فارماکولوژی و پتانسیل درمانی

محصولات طبیعی یا ترکیبات آلی که از منابع طبیعی به عنوان متابولیت‌های اولیه یا ثانویه جدا شده‌اند، الهام‌بخش داروهای متعددی بوده‌اند. اغراق نیست اگر گفته شود که بیشتر داروهای موجود در کلینیک‌ها، حتی در قرن بیست و یکم، از منابع طبیعی استخراج شده‌اند، با وجود کاهش تحقیقات صنعتی در زمینه محصولات طبیعی به دلیل انواع معایب [1].زعفران، که به عنوان ارزشمندترین ادویه بر اساس وزن شناخته می‌شود، و ترکیبات زیست‌فعال آن، گزارش شده است که برای درمان طیف وسیعی از بیماری‌ها از جمله اختلالات روان‌پزشکی و نورودژنراتیو، سرطان، دیابت و حتی بیماری‌های قلبی عروقی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. در این شماره ویژه درباره شیمی، فارماکولوژی و پتانسیل درمانی عصاره زعفران (Crocus sativus L.) و ترکیبات آن، دو مرور جدید داده‌ها و پیشرفت‌ها در زمینه‌های اسکیزوفرنی و سرطان را گزارش می‌کنند.

در اولین مرور، پیتسیکاس پیشرفت‌های تحقیقاتی این مولکول‌ها برای درمان اسکیزوفرنی، یک بیماری مزمن و مخرب ذهنی را به طور انتقادی بررسی می‌کند. در دومین مرور، لابریانی‌دو و همکارانش نگاهی به پیشرفت‌های تحقیقات در خصوص خواص ضدسرطانی زعفران و ترکیبات آن ارائه می‌دهند و داده‌های پیش‌بالینی، آزمایشات بالینی و پتنت‌هایی را که با هدف بهبود ویژگی‌های فارماکولوژیکی زعفران و اجزای اصلی آن انجام شده‌اند، مورد بحث قرار می‌دهند.این شماره ویژه از مجله Molecules همچنین با هدف ارزیابی پیشرفت‌های جدید در درک عملکرد درمانی زعفران و اجزای آن در هدف قرار دادن بیماری‌های مختلف منتشر شده است. در این زمینه، هشت مقاله تحقیقاتی اصلی که برخی از پیشرفت‌های اخیر در عملکرد درمانی زعفران و اجزای آن در بیماری‌های مختلف را پوشش می‌دهند، در اینجا گزارش شده‌اند.

آمین و همکاران داده‌های جدیدی در مورد اثرات زعفران و اجزای اصلی آن، سافرنال و کروکین، روی سلول‌های سرطان کولون با نقص ترمیم عدم تطابق (MMR) و ناپایداری میکروساتلیت ارائه می‌دهند. در این مطالعه، گزارش شده است که زعفران و اجزای آن اثر ضد تکثیری قابل توجهی در سلول‌های با MMR ناقص نشان می‌دهند [5].در یک مطالعه جالب دیگر، سوهرِید بانسکوتا و همکاران داده‌هایی ارائه می‌دهند که نشان می‌دهد پیش‌درمان با زعفران از ترشح سایتوکین‌های پیش‌التهابی ناشی از دکستران سولفات سدیم (DSS) جلوگیری می‌کند؛ ترکیب میکروبیوتای روده را تعدیل می‌کند؛ از کاهش اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر (SCFA) مانند اسید ایزو‌بوتیریک، اسید استیک و اسید پروپیونیک جلوگیری می‌نماید؛ و حساسیت به کولیت را کاهش می‌دهد، که نتیجه‌ای بسیار مورد توجه است، زیرا کولیت طولانی‌مدت به طور شناخته‌شده با افزایش خطر سرطان روده بزرگ مرتبط است [6]. چهار مقاله یافته‌های نوآورانه‌ای درباره تأثیرات زعفران و اجزای آن بر اختلالات روان‌عصبی گزارش می‌کنند.

در اولین مقاله از دو مقاله، پیتسیکاس و تارانتیلیس اثرات مفید کروسین‌ها بر از دست دادن حافظه، ناشی از داروی بیهوشی رایج کتامین، در موش‌ها را گزارش می‌دهند [7]. در مقاله دوم، همان نویسندگان دریافتند که خواص ضد اضطرابی کروسین‌ها از طریق اثر آگونیستی آن‌ها بر گیرنده GABAA-بنزودیازپین واسطه‌گری می‌شود [8].اوریو و همکاران اثرات ضدافسردگی عصاره استاندارد زعفران، Affron®، را نشان می‌دهند و پیشنهاد می‌کنند که مصرف خوراکی زعفران ممکن است در حالات اضطرابی و افسردگی مفید باشد [9]. مجموعه مقالاتی که یافته‌های جدیدی در مورد اختلالات عصبی گزارش می‌کنند، با کاری از ماگی و همکارانش به‌خوبی تکمیل می‌شود، که توانایی زعفران در مقابله با دژنراسیون عصبی شبکیه را نشان می‌دهد و به نظر می‌رسد این اثر مفید به حضور کروسین‌های خاص و مشارکت سایر اجزای زعفران وابسته باشد [10]. نتایج جالب دو مطالعه انجام شده توسط روسی و همکارانش [11] و کاکوری و همکاران [12] به‌طور بیشتری پتانسیل درمانی زعفران را تأیید می‌کنند.

به طور مشخص، راسی و همکاران نشان می‌دهند که کروستین در کاهش آسیب ناشی از پرتو در مدل آزمایشگاهی بیضه‌های دوران بلوغ مؤثر است و این موضوع پتانسیل درمانی این جزء فعال زیستی زعفران را به عنوان یک عامل محافظت‌کننده باروری در برابر اثرات مضر تابش یونیزان در دوره بلوغ نشان می‌دهد [11]. علاوه بر این، کاکوری و همکارانش در یک مطالعه زیست‌محیطی درون‌جاندار روی ماهی زبرا نشان می‌دهند که مصرف کروسین‌ها باعث کاهش سطح گلوکز در جنین ماهی زبرا و افزایش بیان انسولین می‌شود. آن‌ها همچنین نشان می‌دهند که پس از یک بار مصرف کروسین‌ها، بیان فسفوانول پیروات کربوکسی کیناز 1 (pck1)، یک ژن کلیدی در متابولیسم گلوکز، افزایش می‌یابد که نشان‌دهنده نقش احتمالی کروسین‌ها در متابولیسم گلوکز و مدیریت انسولین است [12].مجموعه این شماره ویژه با دو مقاله درباره دو روش نوین در مورد بیوانالیز عصاره‌های زعفران کامل می‌شود.

گی‌کاس و همکاران استفاده از مطالعات متابولومیکس جرمی با وضوح بالا را به عنوان ابزارهای نوین برای توسعه یک اثر انگشت از عصاره‌های مختلف زعفران گزارش می‌کنند که بدیهی است با توجه به اثرات سلامت‌بخش این عصاره‌ها، می‌تواند از اهمیت زیادی برای انتخاب نمونه زعفران مناسب برخوردار باشد [13]. در نهایت، گیرمه و همکاران توسعه و کاربرد فارماکوکینتیک یک روش بیوانالیز جدید را بر اساس کروماتوگرافی مایع فوق‌حساس و فوق‌سریع (UFLC) – طیف‌سنجی جرمی جفتی با دقت و صحت بالا در سطح کنترل کیفیت تحلیلی و بازیابی‌های عالی در نمونه‌های پلاسمایی گزارش می‌کنند [14].این نتایج اخیر، همان‌طور که نویسندگان بیان کرده‌اند، نشان می‌دهند که این روش جدید ممکن است یک روش زیست‌تحلیلی مناسب برای آزمایش‌های پیش‌بالینی/بالینی بر روی ترکیبات اصلی عصاره زعفران باشد. در پایان، در این شماره ویژه از مجله Molecules، خوشحالیم که چندین مقاله دریافت کرده‌ایم که امیدواریم اطلاعات جدید و جالبی را برای جامعه علمی در مورد شیمی، داروشناسی و پتانسیل درمانی عصاره زعفران و اجزای آن ارائه دهند.

“Natural products or organic compounds isolated from natural sources as primary or secondary metabolites have inspired numerous drugs. It is not an overstatement that the majority of medicines in clinics, even in the 21st century, have been derived from natural resources despite the declining of industry research into natural products due to a variety of drawbacks [1].
Saffron crocus, considered to be the most valuable spice by weight [2], and its bioactive constituents, have been reported to have been studied for the treatment of a wide range of pathologies including neuropsychiatric and neurodegenerative disorders, cancer, diabetes, and even cardiovascular diseases.
In this special issue on the chemistry, pharmacology, and therapeutic potential of Crocus sativus L. extract and its constituents, two reviews report new data and advances in the fields of schizophrenia and cancer. In the first review, Pitsikas critically assesses advances in the research of these molecules for therapy for schizophrenia, a chronic, mentally devastating disease [3]. In the second review, Labrianidou and her colleagues provide an insight into the advances in research on the anticancer properties of saffron and its components, discussing preclinical data, clinical trials, and patents aiming to improve the pharmacological properties of saffron and its major ingredients [4].
This special issue of Molecules aims furthermore to assess new advances in the understanding of the therapeutic action of saffron and its constituents in targeting different pathologies. In this context, eight original research articles covering some recent advances in the therapeutic actions of saffron and its ingredients in different diseases are reported herein. Amin et al. present new data on the effects of saffron and its major ingredients, safranal and crocin, on colon cancer cells with mismatch repair (MMR) deficiency and microsatellite instability. In this study, saffron and its components are reported to show a significant anti-proliferative effect in cells with deficient MMR [5]. In another interesting work, Suhrid Banskota et al. present data which suggest that pre-treatment with saffron inhibits dextran sulfate sodium (DSS)-induced pro-inflammatory cytokine secretion; modulates gut microbiota composition; prevents the depletion of short-chain fatty acids (SCFA) such as isobutyric acid, acetic acid, and propionic acid; and reduces susceptibility to colitis, a result of special interest, as long-standing colitis is well-known to be associated with increased risk of colon cancer [6]. Four articles report novel findings on the effects of saffron and its ingredients on neuropsychiatric disorders. In the first of two articles, Pitsikas and Tarantilis report the beneficial effects of crocins on memory loss, induced by the widely used anesthetic ketamine, in rats [7]. In the second article, the same authors find that the anxiolytic properties of crocins are mediated by their agonistic action on the GABAA-benzodiazepine receptor [8]. Orio et al. evidence the antidepressant effects of a standardized saffron extract, Affron®, suggesting that oral saffron may exert a beneficial action in anxious and depressive states [9]. The collection of the articles reporting new findings on neurological disorders is filled in nicely with a work by Maggi and colleagues, demonstrating the ability of saffron to cope with retinal neurodegeneration, and this beneficial action appears to be dependent on the presence of specific crocins and the contribution of other saffron components [10].
The interesting results of two studies performed by Rossi and colleagues [11] and Kakouri et al. [12] corroborate further for the therapeutic potential of saffron. Specifically, Rossi et al. demonstrate the efficacy of crocetin in alleviating irradiation injury in an in vitro model of the pubertal testis, suggesting the therapeutic potential of this bioactive constituent of saffron as a fertoprotective agent against ionizing radiation’s deleterious effects in the pubertal period [11].
Additionally, Kakouri and her colleagues, in a nice, in vivo study conducted on the zebrafish, demonstrate that that the application of crocins reduces glucose levels in the zebrafish embryo and enhances insulin expression. They further show that following a single administration of crocins, the expression of phosphoenolpyruvate carboxykinase1 (pck1), a key gene involved in glucose metabolism, is increased, which is indicative of a putative role for crocins in glucose metabolism and insulin management [12].
The collection of this special issue is completed with two articles on two novel methods regarding the bioanalysis of saffron extracts. Gikas et al. report the use of high-resolution mass spectrometry metabolomics studies as novel tools to develop a fingerprint of the various saffron extracts which obviously, given the health-promoting effects of the extracts, can be of great importance for the selection of the appropriate saffron sample [13]. Finally, Girme et al. report the development and application of the pharmacokinetics of a new bioanalytical method based on a sensitive and ultra-fast liquid chromatography (UFLC)-tandem mass spectrometry method with high assay-based precision and accuracy on analytical quality control levels and excellent recoveries in plasma samples [14]. These latter results, as the authors state, suggest that this new procedure may be an appropriate bioanalytical method for preclinical/clinical trials on Crocus sativus extract’s main ingredients.
In conclusion, in this special issue of Molecules, we are delighted to have received several works that we hope provide new and interesting information for the scientific community on the chemistry, pharmacology, and therapeutic potential of Crocus sativus L. extract and its constituents.”