Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van professor Stephanie Grond van het Instituut voor Organische Chemie van de Universiteit van Tübingen heeft ontdekt dat de natuurlijke stof collinolacton de kunstmatig opgewekte stress op zenuwcellen vermindert, hen te beschermen tegen het soort schade dat optreedt bij neurodegeneratieve ziekten. Collinolacton wordt geïsoleerd uit bodembacteriën, en zijn chemische structuur is identiek aan die van rhizolutin, die werd geïsoleerd uit bacteriën op de wortels van de Aziatische geneeskrachtige plant ginseng. Vorig jaar, een Koreaans onderzoeksteam ontdekte in dierproeven dat rhizolutine de eiwitaggregaties rond zenuwcellen die kenmerkend zijn voor de ziekte van Alzheimer kan oplossen. Het onderzoek van professor Grond en haar team is gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie .

De dementie veroorzaakt door de ziekte van Alzheimer is verantwoordelijk voor 50 tot 75 procent van de gevallen van neurodegeneratieve ziekten waarbij de zenuwcellen van het centrale zenuwstelsel geleidelijk worden vernietigd. Kenmerkend voor deze nog ongeneeslijke ziekte zijn misvormde eiwitafzettingen buiten de zenuwcellen in de hersenen, bestaande uit verkeerd gevouwen amyloïde beta-eiwitten en verwarde tau-eiwitten. De meeste van de meer dan honderd kandidaat-verbindingen die sinds 2003 klinisch zijn getest op hun vermogen om de plaques van Alzheimer op te lossen, zijn nutteloos gebleken. "Onderzoek, daarom, moet op zoek naar nieuwe chemische structuren. Collinolacton is interessant omdat het ongewone koolstofskelet van drie gekoppelde ringen met een zeldzame 6-10-7 combinatie van de ringen het fundamenteel anders maakt dan eerder geteste stoffen. ’, zegt Stephanie Grond.

Chemische structuren vergelijken

Collinolacton werd meer dan 20 jaar geleden geïsoleerd uit de bodembacterie Streptomyces collinus. Omdat het geen antimicrobiële activiteit vertoonde tegen andere bacteriën of schimmels, het werd destijds niet verder onderzocht voor farmaceutische doeleinden. Toen het onderzoeksteam de recent herbeschreven rhizolutin vergeleek met collinolacton, het bleek dat hetzelfde koolstofskelet ten grondslag ligt aan de structuur van beide stoffen. "We hebben de eerder gepubliceerde gegevens over rhizolutine opnieuw geëvalueerd en de chemische structuur gecorrigeerd. Het werd duidelijk dat de juiste structuur identiek is aan collinolacton, " legt Julian Schmid uit, eerste auteur van de studie en een promovendus in de onderzoeksgroep van Grond. In de volgende stap, de microbiologische onderzoekers analyseerden welke genclusters in de Streptomyces-bacterie verantwoordelijk zijn voor de aanmaak van collinolacton. Vervolgens hebben ze een Streptomyces-stam genetisch gemanipuleerd die de stof in grotere hoeveelheden produceert, waardoor vervolgstudies mogelijk worden.

De onderzoekers maakten chemische derivaten van collinolacton en wijzigden verschillende zijgroepen in de basisstructuur. Al deze stoffen zijn in het laboratorium getest op hun invloed op kunstmatig onder stress geplaatste neuronen. "Alleen de ongemodificeerde natuurlijke stof collinolacton had het beschermende effect op zenuwcellen, Grond meldt. Dit moet geheel los gezien worden van de eerder bewezen werking van rhizolutin, die in laboratorium- en dierproeven in staat was de plaques op te lossen die typisch zijn voor de ziekte van Alzheimer. Volgens het onderzoeksteam deze resultaten kunnen worden gelijkgesteld voor collinolacton. "Beide eigenschappen samen maken collinolacton interessant als kandidaat-stof voor de ontwikkeling van medicijnen tegen de ziekte van Alzheimer, ", zegt Grond. Dit komt omdat dierproeven met rhizolutine hebben aangetoond dat de stof de hersenen van zoogdieren kan binnendringen en daar zijn effect kan uitoefenen op de zenuwcellen, zij voegt toe. Verdere tests moeten nu uitwijzen of collinolacton kan worden ontwikkeld tot een medicijn.