Thomas Brück zag 17 jaar geleden voor het eerst de Antillogorgia elisabethae zweep tijdens het duiken op een onderzoeksreis naar de Bahama's. Hij herinnert zich deze ontmoeting nog levendig, die 18 meter onder het wateroppervlak plaatsvond:"Hun met poliepen bedekte, violette twijgen bewogen zachtjes in de stroming. Een fascinerend levend organisme!" Omdat het ook verschillende biologisch actieve verbindingen bevat, de biochemicus heeft sindsdien de biosynthese van het natuurlijke product van dit zachte koraal bestudeerd.

Zeezwepen zijn beschermd; ondanks dit, hun bestaan ​​is in gevaar. Het verzamelen en verkopen van gedroogde koralen is een lucratieve bezigheid, aangezien deze verschillende actieve stoffen bevatten, waaronder een ontstekingsremmend molecuul genaamd pseudopterosine, die al jaren in de cosmetica-industrie wordt gebruikt.

"Koraalriffen fixeren en slaan het broeikasgas koolstofdioxide op en zijn hotspots voor biodiversiteit. Als we de riffen van de wereld willen beschermen, we moeten zulke biologisch actieve natuurlijke producten genereren, via duurzame processen, ', zegt Bruck.

Natuurlijk antibioticum uit het biotechnologisch laboratorium

Samen met zijn team op de Werner Siemens Chair of Synthetic Biotechnology, hij is er nu voor het eerst in geslaagd om een ​​van de actieve stoffen van de zeezweep in het laboratorium te produceren - zonder dat een enkele rifbewoner nodig is. Het molecuul "erogorgiaene" is een antibioticum. De eerste bioactiviteitstests laten zien, dat het geschikt is voor de bestrijding van multiresistente tuberculosepathogenen.

Eerder, een gebruik van de actieve stof was bijna ondenkbaar:de zeezweep bevat slechts extreem kleine hoeveelheden erogorgiaeen en is bovendien beschermd - het gebruik ervan als grondstof zou financieel noch ecologisch verantwoord zijn. Hoewel productie via conventionele chemische synthese mogelijk is, het is complex en wordt geassocieerd met giftig afval. Een kilo van de werkzame stof zou ongeveer 21 euro kosten, 000.

Duurzame biotechnologie verlaagt de productiekosten

"Echter, met biotechnologische methoden, een geconsolideerde erogorgiaene-productie haalbaar is, milieuvriendelijker en veel goedkoper. Met deze methode, de productiekosten per kilo zouden slechts rond de 9 euro liggen 000, " benadrukt Brück.

De nieuwe methode, die hij samen met collega's uit Berlijn heeft ontwikkeld, Canada, en Australië, bestaat uit slechts twee stappen:Het belangrijkste werk wordt gedaan door genetisch geoptimaliseerde bacteriën die zich voeden met glycerine, een reststof uit de productie van biodiesel.

De bacteriën genereren een molecuul, dat vervolgens kan worden omgezet in het gewenste actieve middel met behulp van een zeer selectieve enzymatische stap. Er wordt geen afval geproduceerd in het proces, omdat alle hulpproducten circulair kunnen worden hergebruikt. Op de innovatieve productiemethode is patent aangevraagd.

Bioactieve productontwikkeling in de lijn van de natuur

"Het nieuwe technologieplatform voor de productie van bioactieve natuurlijke producten via biotechnologische methodologieën voldoet aan alle 12 criteria van Groene chemie , ", zegt Thomas Brück. "Bovendien, het vervult vier van de duurzaamheidsdoelstellingen van de VN:een gezond leven voor iedereen, de strijd tegen klimaatverandering en de gevolgen ervan, behoud en duurzaam gebruik van de oceanen en maritieme hulpbronnen, en behoud van het leven op het land."

Het onderzoeksteam werkt nu aan de biotechnologische productie van een ander koraalactief middel:de natuur als model gebruiken, het molecuul erogorgiaene moet in het laboratorium worden omgezet in de werkzame stof pseudopteropsine.

Medische professionals hebben grote hoop op het laatste:klinische studies hebben aangetoond dat pseudopteropsine ontstekingen remt dankzij een nieuw werkingsmechanisme. Dus, het is een potentiële therapeutische kandidaat om overmatige ontstekingsreacties onder controle te houden, bijvoorbeeld in het geval van virale infecties, zoals COVID-19, of tijdens leeftijdsgebonden chronische ontstekingen.