Ein Feldkrankenhaus in Gettysburg. (Gutschrift: National Park Service)
Drei Pflanzen, von einem Führer zu den traditionellen Pflanzenheilmitteln des Südens, die der Konföderierte Generalchirurg während des Höhepunkts des Bürgerkriegs in Auftrag gegeben hatte, haben nach neuen Forschungen antiseptische Eigenschaften.
Die Ergebnisse zeigen, dass Extrakte aus den Pflanzen - die Weißeiche, die Tulpenpappel und der Spazierstock des Teufels - eine antimikrobielle Wirkung gegen eine oder mehrere von drei gefährlichen Arten von multiresistenten Bakterien haben, die mit Wundinfektionen in Verbindung stehen: Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus, und Klebsiella pneumoniae.
"Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass die Anwendung dieser topischen Therapien einige Gliedmaßen und möglicherweise sogar Leben während des Bürgerkriegs gerettet hat", sagt die leitende Autorin Cassandra Quave, Assistenzprofessorin am Zentrum für Gesundheitsforschung und an der School of Medicine Dermatologie an der Emory University.
Quave ist ein Ethnobotaniker, der untersucht, wie Menschen Pflanzen in traditionellen Heilmethoden einsetzen, um vielversprechende Kandidaten für neue Medikamente zu finden. "Ethnobotanik ist im Wesentlichen die Wissenschaft vom Überleben - wie Menschen auskommen, wenn sie sich auf das beschränken, was in ihrer unmittelbaren Umgebung verfügbar ist", sagt sie. "Der Bürgerkriegsführer für Pflanzenheilmittel ist ein großartiges Beispiel dafür."
"Unsere Forschung könnte eines Tages der modernen Wundversorgung zugute kommen, wenn wir herausfinden können, welche Verbindungen für die antimikrobielle Aktivität verantwortlich sind", sagt Micah Dettweiler, der erste Autor des Artikels in Wissenschaftliche Berichte.
Wenn Forscher die Wirkstoffe identifizieren können, "ist es meine Hoffnung, dass wir diese Moleküle dann in unseren weltberühmten Modellen für bakterielle Infektionen [weiter] testen können", sagt Co-Autor Daniel Zurawski, Chef der Abteilung für Pathogenese und Virulenz bei das Walter Reed Army Institute of Research.
"Ich war schon immer ein Fan des Bürgerkriegs", fügt Zurawski hinzu. "Ich bin auch fest davon überzeugt, alles zu lernen, was wir aus der Vergangenheit gewinnen können, damit wir jetzt vom Wissen und der Weisheit unserer Vorfahren profitieren können."
Dettweiler war noch ein Emory-Student, als er von dem Bürgerkriegs-Pflanzenführer hörte und beschloss, ihn für seine Diplomarbeit zu recherchieren. Seitdem hat er einen Abschluss in Biologie und arbeitet jetzt als Forschungsspezialist im Quave-Labor.
"Ich war überrascht zu erfahren, dass weit mehr Bürgerkriegssoldaten an Krankheiten starben als im Kampf", sagt er. "Ich war auch überrascht, wie häufig eine Amputation zur medizinischen Behandlung einer infizierten Wunde eingesetzt wurde."
Etwa einer der überlebenden 13-Soldaten aus dem Bürgerkrieg ist nach Angaben des American Battlefield Trust mit einem oder mehreren fehlenden Gliedmaßen nach Hause gegangen.
Francis Porcher, ein Botaniker und Chirurg aus South Carolina, zusammengestellt Ressourcen der südlichen Felder und Wälder, die pflanzliche Heilmittel enthielten, die Indianer und versklavte Afrikaner verwendeten. Diese 1863-Kopie stammt aus dem Stuart A. Rose-Manuskript, Archiv und der Rare Book Library. (Kredit: Emory)
Zur Zeit des Bürgerkriegs, von 1861 zu 1865, befand sich die Keimtheorie in ihrem Entwicklungsstadium und begann erst allmählich, Akzeptanz zu erlangen. Die formelle ärztliche Ausbildung steckte ebenfalls in den Kinderschuhen. Ein Antiseptikum wurde einfach als ein Tonikum definiert, das verwendet wird, um die "Abtötung des Fleisches" zu verhindern. Nach Angaben des Nationalen Museums für Bürgerkriegsmedizin wurden Jod und Brom manchmal zur Behandlung von Infektionen verwendet, obwohl der Grund für ihre Wirksamkeit unbekannt war.
Andere zu dieser Zeit erhältliche konventionelle Medikamente waren Chinin zur Behandlung von Malaria sowie Morphin und Chloroform zur Schmerzblockierung.
Militärische Feldkrankenhäuser innerhalb der Konföderation hatten jedoch aufgrund einer Blockade keinen zuverlässigen Zugang zu diesen Medikamenten - die Unionsmarine überwachte die großen Häfen des Südens genau, um den Handel der Konföderation zu verhindern.
Auf der Suche nach Alternativen beauftragte die Konföderation Francis Porcher, einen Botaniker und Chirurgen aus South Carolina, mit der Zusammenstellung eines Buches mit Heilpflanzen aus den südlichen Bundesstaaten, einschließlich Pflanzenheilmitteln, die von amerikanischen Ureinwohnern und versklavten Afrikanern verwendet wurden. „Ressourcen der südlichen Felder und Wälder“, veröffentlicht in 1863, war ein Hauptkompendium für die Verwendung verschiedener Pflanzen, einschließlich einer Beschreibung der 37-Arten zur Behandlung von Gangrän und anderen Infektionen. Samuel Moore, der Confederate Surgeon General, zog aus Porchers Arbeit ein Dokument mit dem Titel "Standardversorgungstabelle der indigenen Arzneimittel für den Außendienst und die Kranken in den allgemeinen Krankenhäusern".
Auf einer in 1861 erstellten Comic-Karte wird mit einer Schlange der Plan von General Winfield Scott dargestellt, die Konföderation durch eine Blockade wirtschaftlich zu zerschlagen. Dieser Plan wird auch als "Anaconda-Plan" bezeichnet. (Credit: Library of Congress) Größere anzeigen.
Für die aktuelle Studie konzentrierten sich die Forscher auf drei Pflanzenarten, die Porcher für die antiseptische Anwendung zitierte und die im Lullwater Preserve auf dem Emory-Campus wachsen. Sie schlossen zwei gemeine Hartholzbäume ein - die weiße Eiche (Quercus alba) und die Tulpenpappel (Tulpenbaum) - sowie ein dorniger, holziger Strauch, der gemeinhin als Spazierstock des Teufels bekannt ist (Aralia spinose).
Die Forscher entnehmen Proben dieser drei Pflanzen aus Campus-Proben, die auf Porchers Spezifikationen basieren. Sie nahmen die Extrakte aus weißer Eichenrinde und Gallen; Tulpenpappelblätter, Wurzelinnenrinde und Zweigrinde; und der Gehstock des Teufels geht. Anschließend testeten sie die Extrakte an drei Arten von multiresistenten Bakterien, die häufig bei Wundinfektionen vorkommen.
Aceinetobacter baumannii- besser bekannt als "Iraqibacter" aufgrund seiner Assoziation mit verwundeten Kampftruppen, die aus dem Irakkrieg zurückgekehrt sind - weist eine weitgehende Resistenz gegen die meisten Erstlinien-Antibiotika auf. "Es stellt eine große Bedrohung für Soldaten dar, die sich von Kampfwunden erholen, und für Krankenhäuser im Allgemeinen", sagt Quave.
Staphylococcus aureus gilt als das gefährlichste aller gängigen Staphylobakterien und kann sich von Hautinfektionen oder Medizinprodukten über den Blutkreislauf ausbreiten und entfernte Organe infizieren. Klebsiella pneumoniae ist eine weitere Hauptursache für Krankenhausinfektionen und kann zu lebensbedrohlichen Fällen von Lungenentzündung und septischem Schock führen.
Laboruntersuchungen ergaben, dass Extrakte aus Weißeiche und Tulpenpappel das Wachstum von S. aureus hemmten, während die Weißeichenextrakte auch das Wachstum von S. aureus hemmten A. baumannii und K. pneumoniae. Extrakte aus diesen beiden Pflanzen hemmten ebenfalls S. aureus von der Bildung von Biofilmen, die wie ein Schild gegen Antibiotika wirken können.
Auszüge aus dem Gehstock des Teufels hemmten sowohl die Bildung von Biofilmen als auch das Quorum Sensing S. aureus. Quorum Sensing ist ein Signalsystem, mit dem Staphylobakterien Toxine herstellen und die Virulenz steigern. Das Blockieren dieses Systems "entwaffnet" im Wesentlichen die Bakterien.
Traditionelle Pflanzenheilmittel werden oft abgewiesen, wenn sie Krankheitserreger nicht aktiv angreifen und abtöten. "Es gibt noch viele weitere Möglichkeiten, um Infektionen zu heilen, und wir müssen uns in Zeiten arzneimittelresistenter Bakterien auf sie konzentrieren."
„Pflanzen haben einen großen Reichtum an chemischer Vielfalt, was ein Grund mehr ist, die natürliche Umwelt zu schützen“, sagt Dettweiler. Er plant ein Studium mit Schwerpunkt auf der Erforschung von Pflanzen für medizinische oder landwirtschaftliche Zwecke. „Ich interessiere mich für Pflanzen, denn obwohl sie sich nicht von Ort zu Ort bewegen, sind sie äußerst kraftvoll und wichtig.“
Die Studie wurde vom Howard Hughes Medical Institute mit einem Preis für das Science Education Program an Emory sowie mit Stipendien der National Institutes of Health, des National Center for Complementary and Integrative Health und des National Institute of Allergy and Infectious Disease unterstützt.
Quelle: Emory University
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