Antonella Di Pizio en Maik Behrens van het Leibniz-Instituut voor Voedselsysteembiologie aan de Technische Universiteit van München, samen met hun samenwerkingspartners, hebben in een Duits-Israëlisch onderzoeksproject zeer effectieve activatoren voor de bittere receptor TAS2R14 ontwikkeld. De nieuwe stoffen worden gebruikt om de nog onbekende fysiologische functies van de receptor te onderzoeken, bijvoorbeeld, in het menselijk immuunsysteem.

Het team van wetenschappers publiceerde hun resultaten in het tijdschrift Cellulaire en moleculaire levenswetenschappen.

Bitter(smaak)receptor met gezondheidseffect?

Het is pas ongeveer 15 jaar bekend dat mensen bitterheid detecteren met behulp van 25 verschillende receptorvarianten. TAS2R14 is er zo een. Echter, in tegenstelling tot de meeste andere bittere receptoren, het detecteert een breed spectrum aan bitterstoffen. Naast secundaire plantaardige stoffen, zoals cafeïne, de activatoren ervan omvatten ook medicijnen. Echter, de bittere receptor is niet alleen relevant voor smaakperceptie. Recente bevindingen geven aan dat het andere fysiologische functies biedt die belangrijk zijn voor onze gezondheid. Het wordt gevonden op long- en testikelcellen en speelt een rol bij de aangeboren immuunrespons.

Oude medicijnstof als basis voor modern medicijnontwerp

Om specifiek de veelvuldige functies van TAS2R14 in verschillende organen en weefsels te onderzoeken, onder andere, zeer effectieve (krachtige) activatoren van de receptor zijn noodzakelijk. Met behulp van een op structuur gebaseerde computerondersteunde modelleringsaanpak, het Duits-Israëlische team van wetenschappers is er nu voor het eerst in geslaagd drie van dergelijke zeer krachtige stoffen te synthetiseren. De oorspronkelijke stof voor het ontwerp van het medicijn was het medicijn flufenaminezuur. Het bekende actieve ingrediënt is een van de niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen en zit in spier- en gewrichtszalven. Het heeft een ontstekingsremmend en pijnstillend effect, doordat het enzymen blokkeert die de afgifte van prostaglandinen bevorderen.

"We hebben dit actieve ingrediënt als basis voor ons onderzoek gekozen omdat het de receptor zelfs in de kleinste concentraties stimuleert. Dit betekent dat ongeveer acht miljoenste gram van de stof per liter al voldoende is voor dit doel, " legt bio-informaticus en hoofdauteur uit, Antonella Di Pizio. De nieuwe derivaten zijn extreem krachtige activatoren, effectiever dan het bekende medicijn, en in de toekomst zullen ze worden gebruikt als hulpmiddelen in functionele studies.

Een nieuw onderzoeksgebied "farmaceutische voeding" met een systeembiologische benadering

"Door de vele nieuwe bevindingen, we beschouwen bitterstoffen niet meer uitsluitend als pure smaakstoffen, maar ook als medisch effectieve voedingscomponenten, ", zegt moleculair bioloog Maik Behrens. "Evenzo, vandaag moeten bittere receptoren niet langer worden gezien als slechts sensoren die ons waarschuwen voor potentieel giftige stoffen voordat ze worden ingeslikt." Om de correlaties tussen bittere stoffen te onderzoeken, bittere receptoren en het menselijk organisme een nieuwe, een verregaande systeembiologische benadering vereist is, vervolgde de bioloog. Het Leibniz Instituut volgt deze benadering door fundamenteel moleculair onderzoek te combineren met de nieuwste methoden van bio-informatica en high-throughput-technologieën.