Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkimus on paljastanut, että kasvien rakenteelle tärkeällä ligniinillä, on antimikrobista tehoa viruksia ja bakteereja vastaan. Tulokset korostavat, että ligniinillä, joka on myös tärkeä puuteollisuuden sivutuote, on potentiaalia lupaavana vihreänä vaihtoehtona synteettisille antimikrobisille aineille esimerkiksi pinnoiteaineissa, pakkausmateriaaleissa tai pintojen desinfiointiaineissa. Tutkimus on yhteistyötä Spinnova Oy:n ja CH Bioforcen kanssa.

Tutkimuksessa käytettiin yksinkertaista vesipohjaista uuttomenetelmää, jossa polyfenoli, ligniini, eristettiin koivuhakkeesta, vehnänoljesta ja kauran akanoista hyvin puhtaana. Menetelmän avulla tuotteet säilyttävät korkean kokonaisfenolipitoisuuden ja poistavat tehokkaasti hiilihydraattiepäpuhtauksia.

– Havaitsimme, että näillä vesipohjaisilla ligniininäytteillä oli vahva antiviraalinen teho vaipattomia enteroviruksia vastaan, mutta myös hyvä aktiivisuus vaipallisia koronaviruksia ja testattuja bakteereja vastaan, iloitsee solu- ja molekyylibiologian professori Varpu Marjomäki Jyväskylän yliopistolta tiedotteessa.

Ihmisen kausikoronaviruksen (HCoV-OC43) testaamisen lisäksi tutkimusryhmä mittasi ligniinin tehoa myös SARS-CoV-2:ta vastaan.

– Tulokset osoittivat, että ligniineillä oli paljon voimakkaampi antiviraalinen teho COVID-19:ää aiheuttavaa SARS-CoV-2:ta vastaan verrattuna tavallista flunssaa aiheuttavaan HCoV-OC43:een. Lisäksi ligniineillä oli antibakteerisia vaikutuksia Staphylococcus aureus ja Escherichia coli -bakteeriin, selventää väitöskirjatutkija Jun Liu Jyväskylän yliopistolta.

Tutkimusryhmä käytti tutkimuksessaan sekä perinteisiä että itse kehitettyjä biokemiallisia ja kuvantamistekniikoita. Niiden avulla pystyttiin tutkimaan ligniinin tehon taustalla olevia antimikrobisia mekanismeja.

– Huomasimme, että ligniinit inaktivoivat enteroviruksia stabiloimalla ja aggregoimalla viruspartikkeleita, mikä vähensi niiden pääsyä isäntäsoluihin ja esti myös infektoivan RNA-genomin vapautumista soluissa, kertoo Marjomäki.

Sen sijaan transmissioelektronimikroskopia ja konfokaalimikroskopia paljastivat, että ligniiniliuokset häiritsivät koronaviruspartikkelien rakenteellista eheyttä, mikä heikensi niiden kykyä sitoutua isäntäsoluihin ja infektoida niitä. Elektronimikroskopia paljasti myös selkeitä vaikutuksia bakteerien solukalvoon ja solunsisäisiin komponentteihin. Solu- ja molekyylibiologian professori Lotta-Riina Sundbergin mukaan tämä viittaa siihen, että aktiiviset kemialliset ryhmät tunkeutuivat soluihin ja johtivat lopulta bakteerien toimintahäiriöihin.

– Tutkimus osoittaa, että ligniini voi olla ympäristöystävällinen vaihtoehto synteettisille mikrobeja torjuville aineille. Sitä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää esimerkiksi pinnoitteissa, pakkauksissa ja desinfiointituotteissa turvallisemmin ja kestävämmin, täsmentää Sundberg.

Aamuset-kaupunkimedia (AKM)