Genetische ontdekking: plant kan een revolutie teweegbrengen in nieuwe medicijnen!

Genetische ontdekking: plant kan een revolutie teweegbrengen in nieuwe medicijnen!

De nachtschadefamilie, waartoe planten als physalis en de slaapbes (Withania somnifera) behoren, staat bekend om zijn vermogen om bioactieve steroïden te produceren, genaamd withanolides. Deze stoffen worden steeds vaker gebruikt in de traditionele plantengeneeskunde, en hun potentieel voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, bijvoorbeeld voor de behandeling van kanker, is momenteel het onderwerp van intensief onderzoek. Een multidisciplinair onderzoeksteam onder leiding van prof. dr. Jakob Franke van de Leibniz Universiteit Hannover en prof. dr. Boas Pucker van de universiteit van Bonn heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het ontcijferen van de biosynthese van deze actieve ingrediënten. Het project wordt tot 2026 gefinancierd met ongeveer 511.000 euro door de Duitse Onderzoeksstichting uni-hannover.de gemeld.

Als onderdeel van hun onderzoek vergeleken de wetenschappers de genoomsequenties van withanolideproducerende en niet-producerende nachtschades. Er is een genregio ontdekt die cruciaal is voor de vorming van withanoliden. De eerste stappen van de overeenkomstige metabolische route zouden kunnen worden nagebootst in modelorganismen zoals bakkersgist en Nicotiana benthamiana. De opgedane kennis zou niet alleen de volledige opheldering van de metabolische route van withanolide moeten ondersteunen, maar zou ook kunnen dienen als basis voor de ontwikkeling van nieuwe pesticiden en actieve farmaceutische ingrediënten.

Medische relevantie van withanolide

Withanoliden hebben talrijke gezondheidsgerelateerde eigenschappen die steeds meer erkend worden in de wetenschappelijke literatuur. Uit onderzoek blijkt dat de slaapbes stress kan verminderen en de slaapkwaliteit kan verbeteren. Bovendien worden de ontstekingsremmende en kalmerende effecten van deze stoffen benadrukt, wat hun gebruik als therapeutische middelen in de moderne geneeskunde ondersteunt. Onderzoeksartikelen zoals die gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie gepubliceerd, gaan intensief in op de chemische aspecten en de farmaceutische evaluatie van withanolides.

De biosynthese van withanoliden in planten is echter nog niet volledig begrepen, zoals professor Claude Becker van de Ludwig Maximilian Universiteit van München opmerkt. In zijn groep werd een genencluster geïdentificeerd dat verantwoordelijk is voor de synthese van de actieve ingrediënten in de gemalen kers (Physalis grisea). Het complex bevat genen voor enzymen die in serie zijn verbonden in een biosynthetische route, die zorgen voor gemeenschappelijke regulatie en overerving van de betrokken genen. Deze ontdekking levert informatie op over de verschillende afdelingen en regulaties in het genencluster, die epigenetisch worden beïnvloed en een gedifferentieerde chemische verdediging in boven- en ondergrondse plantendelen mogelijk maken.

Uit de vergelijkende genetische onderzoeken blijkt dat de duplicatie van het genencluster niet voorkomt bij bijvoorbeeld tomaten en aardappelen, wat dit gebied van biosynthese binnen de nachtschadefamilie bijzonder maakt. Het onderzoek opent dus nieuwe perspectieven voor de extractie en het gebruik van withanolides in zowel de landbouw als de farmaceutische industrie.

Over het geheel genomen biedt onderzoek naar nachtschadeplanten waardevolle inzichten die cruciaal kunnen zijn voor de toekomstige ontwikkeling van innovatieve medicijnen en kruidenproducten. Het gebied van de epigenetica opent ook nieuwe perspectieven op het biosynthetische potentieel van deze planten. De veelbelovende resultaten leggen de basis voor verdere studies en toepassingen in onderzoek naar kruidengeneeskunde, zoals lmu.de gemeld.