A mediterrán étrendből származó új természetes termékek egészséges öregedéshez és más globális forrásokból származó élelmiszer-növények - a MediHealth projekt

Birgit Waltenberger

1 Gyógyszerészeti Intézet/Farmakognózia és Molekuláris Biológiai Tudományok Központja Innsbruck (CMBI), Innsbrucki Egyetem, 6020 Innsbruck, Ausztria; [email protected] (S.S.); [email protected] (H.S.)

Halabalaki Mária

2 Farmakognózia és Természetes Termékek Kémia Tanszéke, Gyógyszerésztudományi Kar, Athén Nemzeti és Kapodisztriai Egyetem, 15771 Athén, Görögország; rg.aou.mrahp@lahairam (M.H.); rg.aou.mrahp@sinuostlaks (A.-L.S.)

Stefan Schwaiger

Nicolas Adamopoulos

3 Új üzletfejlesztési osztály, Galenica SA, 14564 Kiffisia, Görögország; rg.acinelag@dbn

Noureddine Allouche

4 Szerves kémiai laboratórium, Természetes anyagok csoportja, Sfaxi Tudományi Kar, Sfaxi Egyetem, PB 1171, 3000 Sfax, Tunézia; rf.oohay@ehcuollaenidderuon

Bernd L. Fiebich

5 Kutatási és Fejlesztési Tanszék, VivaCell Biotechnology GmbH, 79211 Denzlingen, Németország; ed.llecaviv@hcibeif

Nina Hermans

6 Természetes termékek és élelmiszerek kutatása és elemzése (NatuRA), Antwerpeni Egyetem Gyógyszerésztudományi Tanszék, 2610 Antwerpen, Belgium; [email protected] (N.H.); [email protected] (L.P.)

Pidder Jansen-Dürr

7 Orvostudományi Öregedéskutató Intézet és CMBI, Innsbrucki Egyetem, 6020 Innsbruck, Ausztria; [email protected]

Victor Kesternich

8 Kémiai Tanszék, Északi Katolikus Egyetem, Casilla, Antofagasta 1280, Chile; lc.ncu@nretsekv

Luc Pieters

Stefan Schönbichler

9 Analitikai Kutatások Tanszéke, Bionorica research GmbH, 6020 Innsbruck, Ausztria; [email protected]

Alexios-Leandros Skaltsounis

Hung Tran

10 Farmakognóziai Tanszék, Gyógyszerésztudományi Kar, Orvostudományi és Gyógyszerészeti Egyetem, Ho Si Minh-város 700000, Vietnam; nv.ude.mchpu@gnuhnart

Ioannis P. Trougakos

11 Sejtbiológiai és Biofizikai Tanszék, Biológiai Kar, Athén Nemzeti és Kapodistrian Egyetem, 15784 Athén, Görögország; rg.aou.loib@sokaguorti

Alvaro Viljoen

12 Természetes termékek gyógyszerfejlesztési központja, Gyógyszerésztudományi Tanszék, Tshwane Műszaki Egyetem, Pretoria 0001, Dél-Afrika; az.ca.tut@maneojliv

Jean-Luc Wolfender

13 Phytochemistry and Bioactive Natural Products and Pharmacognosy, Gyógyszerésztudományi Iskola, EPGL, Genfi Egyetem, Lausanne-i Egyetem, 1211 Geneva 4, Svájc; [email protected]

Christian Wolfrum

14 Egészségtudományi és Technológiai Tanszék, Transzlációs táplálkozásbiológiai laboratórium, Svájci Szövetségi Műszaki Intézet (ETH), Zürich, 8603 Schwerzenbach, Svájc; hc.zhte@murflow-naitsirhc

Nikos Xynos

15 Kutatási és Fejlesztési Tanszék, Rousselet Centrifugation SA, 07100 Annonay, Franciaország; moc.notamork@sonyxn

Hermann Stuppner

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A jelenlegi demográfiai tendenciák arra utalnak, hogy az elkövetkező évtizedekre az idős emberek aránya Európában gyorsan nő, a várható élettartam növekedése és a folyamatosan alacsony termékenységi szint miatt [1]. Sőt, az Egészségügyi Világszervezet (WHO) szerint nemcsak Európában, hanem a világ népességében is drámai módon növekszik az idősek aránya és abszolút száma [2]. Becslések szerint 2050-re a 60 éves és idősebb népesség megduplázódik és eléri a 2 milliárdot (a világ teljes népességének 22% -a) [3]. Az általános népesség várható élettartamának növekedése magában foglalja a testi és szellemi fogyatékosságok, valamint az életkorral összefüggő betegségek (pl. Rák, neurodegeneráció, anyagcsere-rendellenességek stb.) Növekedésének velejáró kockázatát, ami nagy és folyamatosan növekvő terhet jelent a társadalmainkat, ha nem sikerül kidolgozni a megfelelő ellensúlyozó stratégiákat. Ebben a helyzetben az egészséges öregedés koncepciója, vagyis egy olyan stratégia, amely lehetővé teszi az emberek egészségének öregedését, nagyon fontosá válik, és a WHO az egyik legkritikusabb célként ismerte el [2].

Hosszú ideig, az 1960-as évekig, a természetes termékek (NP) szerkezeti vizsgálatai szolgáltatták a kábítószer-felfedezés elsődleges mozgatórugóját, és továbbra is egyedülálló forrást jelentenek az új vegyületek és gyógyszerkémiai farmakoforák számára. Az 1981–2010 közötti időszakban a farmakoterápiába bevezetett összes új vegyi anyag (NCE) több mint 50% -a (közvetlenül vagy közvetve) NP-kből származik [10]. Ennek a kimenetnek egyik kritikus oka a komplexitásuk és egyediségük miatt bekövetkező jelentős strukturális előnyeik [11]. Eddig körülbelül 200 000 NP-t azonosítottak az üzemekben, és várhatóan a tényleges szám meghaladja az 500 000-et [12]. A táplálkozás és különösen a regionális táplálkozási rendszerek hozzáférést biztosítanak ehhez az NP-k kémiai sokféleségéhez. A diétás növények, mint gyógynövények, olyan NP-ket tartalmaznak, amelyek erős antioxidáns tulajdonságokkal és számos más biológiai aktivitással rendelkeznek [13]. Számos tanulmány kimutatta, hogy a növényi eredetű tápláló vegyületek számos fiziológiai folyamatban vesznek részt, és megállapították, hogy jelentős jótékony hatással vannak az emberi egészségre. Ezeket a tulajdonságokat a fitonutriensek és a biológiailag aktív NP-k jelenlétének tulajdonítják, amelyek pleiotróp és valószínűleg terápiás hatást mutatnak az emberben [14].

Az egyik földrajzi terület, ahol a táplálkozási szokások felhívták a figyelmet az életkorral összefüggő betegségek elleni táplálkozási prototípusra, a mediterrán térség. A hagyományos mediterrán étrendet és annak alágát, a krétai étrendet széles körben az egyik legfontosabb tényezőnek tekintik a mediterrán régiók lakosságának egészsége és hosszú élettartama szempontjából. Először a hét ország tanulmányával került a tudományos figyelem középpontjába [15,16]. Ez a tanulmány az 1950-es évek végén kezdődött, és 12 763 középkorú (40–59 éves) férfit vett fel hét ország nyolc nemzetének 16 kohorszából. Az eredmények azt mutatták, hogy Észak-Amerikában és Észak-Európában magasabb volt a szívkoszorúér-betegség és más szív- és érrendszeri betegségek (CVD) miatti halálozási arány, míg Dél-Európa mediterrán országaiban alacsonyabbak voltak. Ezek a megállapítások szorosan kapcsolódtak az úgynevezett mediterrán étrendhez. A legújabb tanulmányok megerősítették ezeket a megállapításokat [17,18,19,20,21,22,23,24].

Lenyűgöző, hogy még akkor is, ha az egészséges táplálkozás jótékony hatásait nagymértékben elismerték és világszerte elismerték, a legmegalapozottabb táplálkozási szokások alkotóelemeit tartalmazó étkezési növények többségét még nem vizsgálták mélyrehatóan, és ennek következtében az aktív összetevők nagyrészt ismeretlenek . Ezen vonalak mentén sok jelenleg használt táplálék-gyógyszer vagy étrend-kiegészítő NP-n alapul, és széles körű, és a mai szempontból meglehetősen nem specifikus módon kerül alkalmazásra. Ennél is fontosabb, hogy a növényi eredetű termékekre számos egészségre vonatkozó állítást adtak ki a hagyományos felhasználási és étkezési szokások alapján. Mindazonáltal ezek az állítások sok esetben nincsenek egyértelműen összefüggésben különálló bioaktív NP-kkel vagy jól kémiailag jellemzett kivonatokkal és in vivo biológiai aktivitással.

Ezért a MediHealth projekt átfogó célja új megközelítés bevezetése az élelmiszer-növényekben található hatóanyagok mediterrán étrendből és más globális forrásokból történő felfedezésére az egészséges öregedés elősegítése érdekében. A MediHealth projekt új technológiákat és módszereket foglal magában az NP-k felfedezésében és elkülönítésében, hogy felfedezhesse a mediterrán és a globális étrendi növények természetes entitásait, elősegítve az egészséges öregedést. A hangsúly két kulcsfontosságú aspektuson áll, nevezetesen a ROS által kiváltott károk felhalmozódásán, valamint az életkorral összefüggő anyagcserebetegségek kialakulásán. Új megközelítést vezet be a kivonatok és alkotórészeik ab initio párhuzamos in vivo és in vitro tesztelése és metabolizálásának vizsgálata, kifinomult analitikai technikákkal kombinálva, egymást követő és integrált módon. A MediHealth arra törekszik, hogy tudományos bizonyítékok alapján új táplálékgyógyászati termékeket és/vagy fitoterápiás gyógyszereket juttasson a fejlesztés színpadára. Ez egy erősen együttműködő hálózaton keresztül halad az európai és nem európai országok ipari és tudományos partnerei között, amely kiegészítő tudományos szakértelmet, ismeretátadást és a személyzet képzését biztosítja.

2. A MediHealth Projekt tudományos megközelítése

A MediHealth projekt a stratégiák egyedülálló kombinációját tartalmazza, amely a következő szempontokat tartalmazza:

Élelmiszer-növények vizsgálata a mediterrán étrendből, valamint más globális eredetűekből (pl. Kelet-Ázsia, Észak- és Dél-Afrika, Dél-Amerika) a hagyományos használat, az irodalom és a kémiai sokféleséggel kapcsolatos információk megállapított egészségügyi előnyei alapján.

Új megközelítés bevezetése a növényi kivonatokból származó metabolitok farmakológiai tulajdonságainak értékelésére az újonnan kifejlesztett kivonat metabolizációs protokollok alapján, amelyek utánozzák a növényi kivonatok emberi bélben és májban történő feldolgozását, mint az értelmes in vitro tesztelés előfeltételét.

Kifinomult és integrált koncepció alkalmazása, amely ötvözi az anyagcsere-metabolizálási protokollokat a fejlett sejtalapú vizsgálatokkal (különös tekintettel a Nox4, Nrf2/Keap1 és a proteaszóma aktivitás modulációjára, valamint az antidiabetikus hatásokra), valamint ezek kiegészítése az öregedés és az innováció innovatív tesztjeivel. a legyek és az egerek korhoz kapcsolódó betegségei az egészséges öregedést elősegítő természetes entitások azonosítására.

A legmodernebb analitikai technikák (például mikropróba-NMR, LC-SPE-NMR, LC-HRMSn), dereplikáció és metabolomikai stratégiák beépítése a hatóanyagok jellemzésére.

Szilárd adatok generálása kísérleti tudományos eredmények alapján egy új, versenyképes termék kifejlesztésére a táplálékgyógyszerek, étrend-kiegészítők és/vagy fitoterápiák területén.

A MediHealth projekt fő célja új koncepció bevezetése a mediterrán étrendből és más globális forrásokból származó, az egészséges öregedéssel és főleg anyagcsere-rendellenességekkel foglalkozó élelmiszer-növényekben található kis molekulák felfedezésére. Ezt integrált és multidiszciplináris megközelítéssel érik el, és jól szervezett munkafolyamaton alapulnak (1. ábra).