NVGO-CONGRES: GENEESKRUIDENONDERZOEK IN DE 21E EEUW: WAT IS DE OOGST?

Vrijdag 10 juni 2022 werd het jaarlijkse congres van de Nederlandse Vereniging voor Geneeskruidenonderzoek (NVGO) gehouden met als titel als titel Geneeskruidenonderzoek in de 21e eeuw: wat is de oogst?

Dr. ing. Edwin van den Worm (Farmaceutische wetenschappen, Universiteit Utrecht) beet het spits af en belichtte het belang van medicinale planten in de 21e eeuw.
Veel planten staan nog steeds aan de basis van geregistreerde geneesmiddelen. Als de werkzame stof een zeer complex molecuul is, is het soms niet eens goed mogelijk om deze stof te synthetiseren en moet deze uit planten worden geëxtraheerd. Zo’n 30% van alle geneesmiddelen is een zuiver natuurlijk product of daarvan afgeleid en voor antikankermiddelen is dat ruim 40%. Als voorbeeld noemde hij het jichtmiddel colchicine uit herfsttijloos (Colchicum autumnale), waarvan recent is gebleken dat het ook helpt tegen bepaalde hart- en vaatziekten. Een ander voorbeeld is het malariamiddel artemisinin uit zomeralsem (Artemisia annua). Deze plant wordt overigens in China al eeuwenlang gebruikt bij de behandeling van koorts. De verschillen tussen fytotherapeutica en ‘reguliere’ geneesmiddelen kwamen ook aan de orde. Bij fytotherapeutica gaat het om een complex mengsel of extract met vaak meerdere actieve inhoudsstoffen, waarvan de standaardisatie lastig of niet toegestaan is en het gebruik ervan zich richt op veelal mildere aandoeningen. Kenmerkend voor ‘reguliere’ geneesmiddelen is dat het gaat om een enkelvoudig product met één actieve inhoudsstof, waarbij standaardisatie verplicht is en het middel ook bij ernstigere aandoeningen wordt ingezet.
Bij fytotherapeutica zijn er externe factoren zoals de samenstelling/bron, verwisseling en verontreiniging die van invloed kunnen zijn op de kwaliteit en veiligheid. Daarom is een goede kwaliteitscontrole extra belangrijk. Die noodzaak werd geïllustreerd met de vergiftiging door sterrenmix in 2001, waarbij Japanse steranijs (lllicium anisatum), een zeer giftige plant, in het product was gebruikt in plaats van Chinese steranijs (l. verum). Ook de kwaliteit van CBD-olie werd in dat verband genoemd: soms blijkt er geen CBD in te zitten, of blijkt er naast CBD ook THC aanwezig te zijn. Als voorbeeld van verontreiniging werd de aanwezigheid van het giftige jakobskruiskruid (Jacobaea vulgaris, syn. Senecio jacobaea) in producten van sint-janskruid (Hypericum perforatum) genoemd. Omdat fytotherapeutica medicinale planten zijn, kan onoordeelkundig gebruik gevaarlijk zijn, ook door bijvoorbeeld bijwerkingen. Consumenten hebben zelf dikwijls onvoldoende kennis hierover. Daarnaast is er soms sprake van malafide praktijken waarbij een ‘regulier’ geneesmiddel aan het fytotherapeuticum wordt toegevoegd. Uitdagingen voor de fytotherapie in de 21e eeuw zijn dan ook onder andere duidelijkere en betere wet- en regelgeving en nog meer en nog betere voorlichting voor consumenten. Tot slot werd benadrukt dat door uitsterving van plantensoorten er ook potentieel geneeskrachtige planten verloren kunnen gaan.

Ir. Ellen Dendauw (Provinciaal Centrum voor de Groententeelt Oost-Vlaanderen) belichtte onderzoek naar de teelt van geelwortel of kurkuma (Curcuma longa, fam. Zingiberaceae) in kassen zodat een efficiënte productie van de gele kleurstof curcumin haalbaar is. Deze kleurstof zou dan als een alternatief gebruikt kunnen worden voor niet-afbreekbare kleurstoffen die nu in verpakkingsmaterialen worden gebruikt. Geelwortel is een tropisch gewas en in gematigde streken moet het in een verwarmde kas worden geteeld. Dat vraagt om een vertaalslag van de natuurlijke omstandigheden naar die in de kas. Zo moet de temperatuur in de kas constant 24ºC zijn en die van de bodem minimaal 19ºC, waarbij de relatieve luchtvochtigheid tussen 70 en 90% moet liggen. Omdat curcumin vooral in de wortels zit, is het dus zaak om een zo hoog mogelijke oogst aan wortels te hebben, met daarbij een zo hoog mogelijk curcumingehalte. Daarom worden de wortels voorgekiemd voordat ze in rijen worden geplant. Ook het aanaarden met organisch materiaal waardoor ze eigenlijk in ruggen worden geteeld verhoogt de opbrengst, zeker als die ruggen met zwart plastic folie worden afgedekt. Het curcumingehalte in de wortels kan door een optimale bemestingsstrategie worden verhoogd. Daarnaast leent het ene ras zich beter voor teelt in een kas dan het andere. Na de oogst van de wortels volgt het traject van het extraheren van de curcuminoïden. De voorbehandeling daarvan bestaat uit drogen, wassen, koken en malen. Diverse voorbehandelings- en extractiemethoden zijn hiertoe getest om uiteindelijk een zo hoog mogelijke opbrengst te krijgen. De derde stap is de ontwikkeling van een meer UV-bestendige kleurstof, want curcumin heeft een matige UV-bestendigheid en verliest daardoor te snel zijn gele kleur. Door stabilisatie en chemische modificatie kan de UV-bestendigheid worden verhoogd, waarbij uit curcumin ook de kleuren rood en blauw verkregen kunnen worden.

Ing. Filip van Noort (GTB Teelt & Gewasfysiologie, Wageningen Universiteit & Research) gaf een inkijkje in zijn onderzoek naar de mogelijkheden om in Nederland tropische gewassen in de kas te telen in plaats van deze te importeren uit verre landen.
Redenen daarvoor kunnen zijn: geen kwaliteits- en smaakverlies meer vanwege het veelal lange transport, een duurzaam en gecontroleerd teeltsysteem, een stabiele kwaliteit ten aanzien van inhoudsstoffen en het tegengaan van illegale praktijken in het land van herkomst. Bij dat laatste wordt bijvoorbeeld gedoeld op de illegale handel in salep afkomstig van wilde orchideeënsoorten uit de natuur, waardoor deze planten met uitroeiing worden bedreigd. Daarnaast kan de teelt in de kas ook voor gewassen die uit de gematigde streken afkomstig zijn, soms te verkiezen zijn boven een buitenteelt. Redenen daarvoor kunnen zijn een meer gecontroleerde teelt, verhoging van de kwaliteit of opbrengst, een langer groeiseizoen, hergebruik van water en voedingsstoffen, geïntegreerde bestrijding van plagen, optimalisatie van arbeid, mechanisatie en automatisering en leveringszekerheid.
De switch van de teelt van buiten naar binnen vraagt om de ontwikkeling van een teeltprotocol, waarbij er soms ook aandacht moet zijn voor geschikte bloembestuivers en mogelijke pathogenen. Daarnaast zal het ene ras het beter in de kas doen dan het andere, of stelt de teelt in de kas andere eisen aan het uitgangsmateriaal, bijvoorbeeld geen snelgroeiende onderstam in het geval van avocado. Uiteindelijk zal het kostenplaatje bepalen of de teeltverschuiving van buiten naar binnen rendabel is, waarbij de meerkosten dus (ruimschoots) gecompenseerd moeten worden door hogere financiële opbrengsten.

Dr. Desalegn Etalo (Wageningen Universiteit & Research, afdeling Plantenwetenschappen) ging in op de rol van microben zoals bacteriën en schimmels in de rhizosfeer van planten. Deze microben kunnen een positief effect hebben op de genexpressie in de biosynthese van high value natural products, waardoor planten meer van deze stoffen aanmaken en daardoor bijvoorbeeld harder groeien. Ook kan het effect bestaan uit een betere gezondheid van de plant of een meer gewenste biochemische samenstelling. Uit onderzoek bleek dat het metabool van de gastheer Arabidopsis thaliana, Artemisia annua of broccoli (Brassica oleracea var. italica) tot wel 60 % kan worden gereguleerd door Microbacterium sp. Daarnaast had de bacterie Paraburkholderia graminis een positief effect op de groei van broccoli en zorgde de schimmel Leptosphaerulina chartarum bij broccoli en Artemisia annua voor 2, respectievelijk 10 keer zoveel biomassa.

Prof. dr. Nathaniel Martin (Biological Chemistry, Universiteit Leiden) legde uit dat het mogelijk is om met een nabehandeling natuurlijke stoffen uit planten te ‘upgraden’ tot een hoogwaardiger product. Dit proces wordt ook wel aangeduid als semi-synthese en het hierdoor verkregen product heeft bijvoorbeeld een sterkere werking, waardoor een lagere dosering volstaat met een eveneens lagere toxiciteit en daardoor minder bijwerkingen.
Zo is een aantal guanidino-lipoglycopeptiden ontwikkeld wat zowel in vitro als in vivo een verbetering bleek ten opzichte van het antibioticum vancomycine, verkregen uit de bacterie Amycolatopsis orientalis (syn. Streptomyces orientalis), en tweede-generatie glycopeptiden zoals telavancine en oritavancine. Bij de guanidino-lipoglycopeptiden is de kans op ontwikkeling van resistentie bij pathogene bacteriën ook duidelijk minder.

Prof. dr. Wim Quax (Farmaceutische Biologie, Rijksuniversiteit Groningen) gaf een toelichting op het onderzoek naar de mogelijkheden om Bacillus subtilis aan te zetten tot de productie van secundaire metabolieten met een positieve invloed op de gezondheid of een therapeutisch effect. Deze microbiële celfabrieken komen tegemoet aan de veelal lage opbrengst bij en de problemen van een zuivere extractie uit planten. Zo blijkt B. subtilis in staat te zijn om riboflavine, oftewel vitamine B2, te produceren. Daarnaast kunnen allerlei terpenoïden worden aangemaakt en met de toevoeging van specifieke enzymen kan in een aantal stappen artemisinin worden verkregen.

Dr. Annelies Schulte (ExPlant Technologies) besprak verschillende aspecten van de productie van secundaire plantmetabolieten, waartoe de meeste bioactieve metabolieten behoren, middels plantencel- en orgaankweek in vitro. De meerwaarde van een dergelijk productieproces zit vooral in de gecontroleerde groeiomstandigheden, een snellere groei en een hogere opbrengst, waardoor er een veel grotere productie mogelijk is en dat alles op een klein oppervlak. Als industrieel proces wordt al tientallen jaren via celkweken van Lithospermum erythrorhizon de ontstekingsremmer shikonine geproduceerd. Dit productieproces is veel efficiënter dan het extraheren van shikonine uit de geoogste plantenwortel. Door toevoeging van groeiregulerende bacteriën zoals Rhizobium rhizogenes (syn. Agrobacterium rhizogenes) aan wortelcultures, kan de productie van secundaire plantmetabolieten in de wortels nog verder worden verhoogd. De optimalisatie van het productieproces omvat, naast selectie van het uitgangsmateriaal (plantensoort en lijnen daarbinnen), onderzoek naar het voedingsmedium en de groeicondities. Zo is door onderzoek de productie van taxol in celkweken van Taxus sp. inmiddels zo hoog dat deze productiemethode geschikt is als industrieel proces.

Charl Goossens en Nicole van Beers (Valorisatielab VARTA) brachten de waarde van agrarische reststromen in beeld. Voor de grote hoeveelheid snoeiafval van laurierkwekerij Gova werd vanuit een circulaire gedachte gezocht naar (her)gebruik van inhoudsstoffen.
Zo werd laurierolie geëxtraheerd uit de bladeren en verwerkt in zeep, drop en een etherische olie voor culinaire toepassingen. Ook Covid-19 was een nieuwe prikkel voor het bedrijf, want hoe zou je de stoffen die in de doorgedraaide bloemen aanwezig zijn toch nog kunnen benutten? Zo blijkt het gewas dat in de kas achterblijft na de oogst van de snijbloemen nog een waarde als vezelbron te kunnen hebben, bijvoorbeeld voor ambachtelijk geschept papier. Met succes bracht VARTA papier op de markt dat voor 20% bestaat uit vezels uit planten. Ook zouden plantaardige vezelpotjes voor de opkweek van planten een duurzaam alternatief kunnen zijn voor het gebruik van plastic potjes.

AUTEURSGEGEVENS | Ir. A S. (Sophieke) Nijhuis-Bouma studeerde tuinbouwplantenteelt en plantenveredeling aan de toenmalige Landbouwhogeschool in Wageningen. Ze is sinds 2014 lid van de redactie van dit tijdschrift. Reacties naar: redactie@fyto.nl.