Alga-Care onderzoekt potentieel van microalgen tegen leververvetting: een groeiend probleem voor 1 op de 3 Belgen
ILVO, VUB en UAntwerpen slaan de handen ineen voor de zoektocht naar natuurlijke stoffen uit microalgen die leververvetting kunnen tegengaan. Naar schatting kampt intussen 1 op de 3 Belgen met een vette lever, een belangrijke en snelgroeiende risicofactor voor het ontwikkelen van hart- en vaatziekten, diabetes, nierfalen en leverkanker. In totaal zullen de partners 600 algenstalen screenen en testen op labolevercellen. Een handvol van de veelbelovendste stoffen zullen ook op muizen getest worden. Na drie jaar moet het potentieel voor de ontwikkeling van een voedingssupplement, nutraceutical of medicijn duidelijk zijn.
Vlaams Minister-President Matthias Diependaele gaf op 17 april het startschot van het project door een nieuwe algenbioreactor van 300 liter in gebruik te nemen bij ILVO in Oostende:
“Alga-Care toont Vlaanderen op zijn best: toponderzoek dat vertrekt vanuit wetenschappelijke excellentie, maar tegelijk resoluut mikt op valorisatie en maatschappelijke meerwaarde. Wat hier in Oostende groeit in een algenreactor, kan morgen het verschil maken voor de gezondheid van honderdduizenden mensen. Door mariene en biomedische kennis te verbinden en industrie van bij de start te betrekken via onze speerpuntclusters, bouwen we in Vlaanderen aan innovatie die economisch en maatschappelijk rendeert.”
Vlaams pionierswerk in de strijd tegen welvaartsziekten
Leververvetting of ‘steatotische leverziekte’ is een snel stijgend gezondheidsrisico in België, hoofdzakelijk gelinkt aan onze moderne, zittende levensstijl, ongezonde eetgewoontes en toenemende vervuiling. Wanneer we systematisch meer calorieën binnenkrijgen dan we verbranden, slaat de lever het overschot op als vet. Wanneer dat vet oxideert of roest, kan dit leiden tot ontstekingen en littekenweefsel (fibrose) waardoor de lever uiteindelijk blijvend beschadigd wordt. Alga-Care onderzoekt of microalgen stoffen bevatten die de oxidatie in de lever kunnen tegengaan, of die ervoor zorgen dat de vetsamenstelling in de lever gezonder wordt, want niet alle vetten zijn even gevoelig voor roest.
De kracht van algen: van kweek tot anti-roest nutraceutical?
Eerder onderzoek door professor Wim Vanden Berghe (UAntwerpen) toonde aan dat het zeegras Thalassia bioactieve stoffen bevat die kunnen beschermen tegen huidkanker. Het inspireerde de onderzoeker om verder te kijken naar wat er in de zee leeft, waardoor hij o.a. bij microalgen uitkwam. Microalgen zijn eencellige organismen die makkelijk op grote schaal kunnen worden gekweekt, in tegenstelling tot zeegras en grotere zeewieren. Ze hebben enkel basisnutriënten en (zon)licht nodig om te groeien in gecontroleerde omstandigheden.
Prof. Wim Vanden Berghe, hoofd van de onderzoeksgroep Cell Death Signaling (UAntwerpen): “Microalgen hebben door de evolutie heen bovendien onder de meest extreme omstandigheden kunnen overleven. Ze hebben hierdoor een van de meest gesofisticeerde mechanismen ontwikkeld om zichzelf te beschermen. Deze bron aan grondstoffen voor farmaceutische toepassingen gaan we nu pas beginnen te ontginnen.”
Stap 1: microalgen kweken en screenen
Het onderzoek van Alga-Care verloopt in drie cruciale stappen. In totaal zal ILVO experimenteren met de kweek van een twintigtal microalgen, onder verschillende condities zoals temperatuur, licht en ozon. Deze variatie moet 600 algenstalen opleveren, die ILVO chemisch zal karakteriseren en screenen op de aanwezigheid van duizenden bioactieve stoffen.
Johan Robbens, algenexpert en coördinator van Alga-Care (ILVO): “Na extractie zullen we dat verder finetunen om uiteindelijk een 50-tal stoffen te verkrijgen met potentieel voor behandeling van leververvetting. Maar we beginnen met een selectie van die microalgen waarvan we weten dat ze snel groeien en veel verschillende bioactieve stoffen bevatten, of trager groeien maar erg waardevolle stoffen produceren.”
Hierboven zie je de algenreactor van 300 liter bij ILVO in Oostende: de groene vloeistof zijn microalgen, door te variëren met lichtintensiteit, voedingsbronnen en temperatuur verandert hun samenstelling. Ook dat wordt onderzocht.
Stap 2: testen op labo-levercellen
VUB en UAntwerpen zullen de 600 algenstalen vervolgens testen op labo-levercellen. Er zijn humane cellen bij UAntwerpen waarop heel snel het effect van de algen op roest getest kan worden: werken ze inderdaad antioxiderend, en zijn ze niet toxisch? Daarna worden ze ook getest op ‘minilevers’ bij VUB. Van 1 muislever kan VUB 750-1500 minilevers maken die enkele weken de volledige functionaliteit van een lever behouden. Een deel van die minilevers krijgen een ‘Westers dieet’ (veel suiker) om te testen of de algenstalen effectief beschermen tegen vetophoping en littekenvorming.
Hierboven zie je de beeldvorming van een sneltest met humane cellen in het labo van UAntwerpen: links zie je levende cellen net na een behandeling, in het midden geeft de groene kleur aan dat er roest optreedt na enkele uren, rechts zie je dode cellen. Deze testen geven heel snel aan of een behandeling bescherming biedt tegen roest of niet.
Hierboven zie je illustraties van de minilevers bij VUB: uit één gezonde muislever worden verschillende celtypes genomen die klompjes of minilevers vormen met dezelfde functionaliteit als de oorspronkelijke lever. Ze werken zeer goed in het nabootsen van vetophoping, littekenvorming en leverschade: de verschillende fasen in leververvetting.
Deze tweede fase in het project moet het potentieel en de haalbaarheid van algen als voedingssupplement of geneesmiddel alvast op laboschaal in verschillende in-vitro levermodellen uitklaren. Twee bestaande, sterke antioxidanten worden daarbij als referentie genomen.
Prof. Leo van Grunsven, hoofd van de onderzoeksgroep Liver Cell Biology (VUB): “Het grote voordeel van werken met levermodellen en minilevers in het labo is dat we veel sneller, goedkoper en met minder proefdieren het potentieel van de algen kunnen testen. We hebben een honderdvoud minder muizen nodig, en slechts enkele maanden tijd om al een eerste idee te hebben van het potentieel van de algenstalen.”
Stap 3: testen op muizen met zieke levers
Tot slot zullen VUB en UAntwerpen vijf tot tien van de meest beloftevolle algenextracten testen op muizen met vette levers. Daarbij zal ook gekeken worden naar de beste toediening: oraal in het voeder, intraveneus of in een combinatie van beide. Veel aandacht zal daarbij dus ook gaan naar een goede formulering, want de extracten moeten werken in de levercellen, niet elders in het lichaam.
Prof. Wim Vanden Berghe, hoofd van de onderzoeksgroep Cell Death Signaling (UAntwerpen): “De hoop is dat we na drie jaar een proof-of-concept hebben voor een ‘nutraceutical’, een gezondheidsbevorderend voedingssupplement dat je preventief kan nemen. We weten dat diëten en meer bewegen ook helpt tegen leververvetting, maar rekening houdend met de haastige, Westerse levensstijl is er nood aan dit type preventieve middelen.”
Toekomstperspectief: industriële valorisatie
Het project mikt op snelle industriële valorisatie door de betrokkenheid van de mariene en biomedische sectoren via de speerpuntclusters De Blauwe Cluster en BioVia. De Blauwe Cluster vertegenwoordigt de mariene sectoren zoals de aquacultuur voor de productie van de microalgen, Biovia vertegenwoordigt de ziekenhuizen en bedrijven die met een proof-of-concept aan de slag kunnen. In de gebruikersgroep kijken ook enkele investeringsmaatschappijen mee.
Johan Robbens, algenexpert en coördinator van Alga-Care (ILVO): “Als de resultaten beloftevol zijn, dan kunnen we snel verder schakelen. In het geval van een nutraceutical is dan nog 3 tot 5 jaar extra ontwikkelingstijd nodig, in het geval van een geneesmiddel start dan pas de lange weg van klinische trials en kijken we naar een natraject van +-15 jaar.”
ILVO zal alle informatie uit de screening van de 600 stalen ook ontsluiten in een nieuw te bouwen, open databank. Dat moet later opzoekingswerk naar andere potentiële medische, maar ook cosmetische, voedings- en voedertoepassingen met microalgen mogelijk maken.
Nele Jacobs
Johan Robbens
