< Terug naar vorige pagina

Project

Ontdekking van antimicrobiële verbindingen uit de traditionele geneeskunde van Hakka met behulp van massaspectrometrische benaderingen met hoge resolutie

Bacteriën en schimmels blijven wereldwijd ernstige infecties veroorzaken, waarvan de behandeling door bestaande antibiotica steeds meer wordt gehinderd door de opkomst van resistente stammen. De ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële geneesmiddelen moet daarom een focus zijn van nieuw onderzoek en ontwikkeling van geneesmiddelen. Dit vereist de ontdekking van nieuwe actieve verbindingen (bij voorkeur met een nieuw mechanisme van antimicrobiële werking) en opheldering van het moleculaire mechanisme van resistentie tegen geneesmiddelen. Als een soort volksgeneeskunde is Hakka traditionele geneeskunde (“Hakka Traditional Medicine” of HTM) ontstaan uit de migratie van Hakka-mensen, die behoren tot een tak van de Han-nationaliteit en geen etnische minderheid zijn. De Hakkas verhuisden zuidwaarts van de Central Plains en vestigden zich in Zuid-China. Na deze migratie naar het zuiden konden ze niet gemakkelijk toegang krijgen tot veel middelen van de Traditionele Chinese Geneeskunde (TCM) die in het noorden werd gebruikt voor ziektepreventie en -behandeling, zoals Glycyrrhizae Radix en Rhizoma, Rhei Radix en Rhizoma, Astragali Radix, Angelicae sinensis Radix, Ginseng Radix en Rhizoma, enz. Daarom richtten de Hakka zich op het ontwikkelen en gebruiken van lokale medicinale planten en vormden geleidelijk een Hakka medisch model met regionale kenmerken. Daarom wordt HTM beschouwd als een kenmerkend Chinese volksgeneeskunde, ontwikkeld door de Hakka-bevolking tijdens het lange migratieproces onder begeleiding van de theorie van TCM. Het systematische onderzoek en de ontwikkeling van HTM-geneesmiddelen is echter nog grotendeels onbestaand. Vandaar dat de studie van HTM van groot belang is en een waardevolle bron kan zijn voor de ontdekking van nieuwe farmacologische substanties. Dit voorstel is bedoeld om de Chinese geneesmiddelenbronnen in het Hakka-gebied systematisch te onderzoeken en rationeel te ontwikkelen en om een wetenschappelijke basis te bieden voor lokale medische economische ontwikkeling. Het laboratorium van prof. Walter Luyten gebruikt ethnofarmacologische informatie om planten te selecteren met bewezen effectiviteit voor de behandeling van bepaalde ziekten die van groot medisch belang zijn. Tot dusverre gebeurde dit met de hulp van onderzoekscollega's aan de Tsinghua-universiteit in Peking (Prof Guoan Luo, enz.) en de Gannan Medical University in Ganzhou (prof. Hao Huang enz.), en ook in samenwerking met andere KU Leuven-onderzoeksgroepen. Ze hebben voornamelijk infectieziekten bestudeerd, evenals epilepsie, en meer recent breiden de studies zich uit naar parasitaire ziekten en veroudering. Momenteel beschikbare antivirale en antibacteriële bioassays omvatten: hepatitis B-virus, influenzavirus, herpesvirus, Coxsackie-virus en respiratoir syncytieel virus (in samenwerking met het Rega Instituut), Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Lactococcus lactis, Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida, Salmonella typhimurium, Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica, enz. Daarnaast worden ook moleculaire, cel- en diermodellen bebruikt die nuttig zijn bij de evaluatie van geneesmiddelen, met aanvullende testen in ontwikkeling. De vorige samenwerking met prof. Hao Huang concentreerde zich op antibacteriële activiteiten van TCM-plantenextracten. De extracten van 60 medicinale planten werden getest op 11 bacteriënsoorten. Veel extracten vertoonden activiteit op een of meer bacteriestammen en één extract werd geselecteerd voor verder onderzoek. Sommige extracten, zoals Saxifraga stolonifera, Taraxacum mongolicum, Solanum nigrum, Syzygium aromaticum, enz., bereid met verschillende oplosmiddelen, vertoonden reproduceerbare sterke remmende activiteit in vloeibare kweken op Staphylococcus aureus voor alle onderzochte wild type en klinische geneesmiddelresistente stammen. Dit suggereert dat de actieve verbinding(en) mogelijk verschillende doel(en) en mechanisme(n) hebben in vergelijking met de momenteel gebruikte antibiotica. Dit voorstel zal zich richten op verbindingen uit HTM die activiteit op bacteriën vertonen, en het mechanisme waardoor resistentie tegen deze verbindingen kan worden gegenereerd. Ten eerste hebben we ongeveer 100 planten geselecteerd (zie hieronder) die in Hakka-regio's worden gebruikt omwille van hun antibacteriële effecten. Kleinschalige extracten zullen worden bereid uit 1 g botanisch materiaal in vier oplosmiddelen: water, ethanol, aceton en hexaan. Deze extracten zullen worden getest in anti-bacteriële testen op de bovengenoemde bacteriën. Vervolgens zullen de op-activiteit-gebaseerde scheiding, zuivering en identificatie worden uitgevoerd met behulp van verschillende chromatografische methoden, gevolgd door een combinatie van massaspectrometrie en NMR-analyse van gezuiverde verbindingen. Ten tweede zal het werkingsmechanisme van gezuiverde actieve verbindingen worden bestudeerd door resistente bacteriën te selecteren en hun genoom te sequencen. Specifieke geneesmiddel-resistente mutanten zullen worden geselecteerd door het herhaaldelijk sub-kweken van bacteriën die zijn gegroeid in de aanwezigheid van toenemende concentraties van een actieve verbinding. Het genomische DNA van resistente stammen en de wild type stam zal worden gesequenced en vergeleken. We zullen dus de belangrijkste genen vinden die relevant zijn voor resistentie tegen geneesmiddelen en het mechanisme van antimicrobiële werking onthullen door gebruik te maken van genomische methoden. Dit onderzoek zal niet alleen de anti-bacteriële verbinding(en) van HTM onthullen, maar ook nieuwe doelwitten, en mogelijk nieuwe antibiotica vinden voor het genezen van ziekten veroorzaakt door deze bacteriën.

Datum:6 nov 2018 →  25 nov 2022
Trefwoorden:Hakka Traditional Medicine, drug resistance mechanism, anti-microbial compounds
Disciplines:Karakterisering van biologisch actieve (macro)moleculen
Project type:PhD project