Wetenschappers van het MIGAL Galilee Research Institute, het Tel-Hai College en het Technion ontdekken plantaardige verbinding die schadelijke schimmels doodt

Dr. Ofri Levi. Foto: Avihu Shapira

Israëlische onderzoekers hebben een molecuul op plantenbasis ontdekt dat effectief pathogene schimmels kan bestrijden en als basis kan dienen voor de ontwikkeling van milieuvriendelijke behandelingen, meldt Ynet.

Het onderzoek werd geleid door dr. Ofri Levi van het MIGAL Galilee Research Institute en de faculteit wetenschappen van Tel-Hai College, samen met prof. Benny Horwitz van de faculteit biologie van het Technion.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in mBio, een tijdschrift van de American Society for Microbiology, en bieden een nieuwe aanpak voor een van de snelst groeiende bedreigingen voor de volksgezondheid en de landbouw: schimmels die resistent zijn geworden tegen medicijnen en pesticiden.

Maïsbladeren bespoten met verschillende concentraties ferulinezuur en blootgesteld aan de schimmel Cochliobolus heterostrophus. Foto: Tel-Hai College

Schimmelpathogenen vormen een ernstig gevaar voor mens en gewas. Bij mensen kunnen invasieve schimmelinfecties dodelijk zijn, vooral bij mensen met een verzwakt immuunsysteem. Naar schatting sterven jaarlijks 2,5 miljoen mensen aan schimmelinfecties. In de landbouw vernietigen schimmels jaarlijks 10 tot 20 procent van de wereldwijde oogsten, ondanks het wijdverbreide gebruik van pesticiden, waardoor de voedselzekerheid voor miljoenen mensen in gevaar komt.

"De grootste uitdaging bij de ontwikkeling van antischimmelmiddelen is de biologische gelijkenis tussen schimmel- en menselijke cellen", aldus de onderzoekers. In tegenstelling tot bacteriën, die unieke doelwitten voor antibiotica hebben, delen schimmelcellen veel moleculaire routes met menselijke cellen.

Effectieve behandelingen moeten zich richten op schimmelspecifieke routes, zoals de biosynthese van ergosterol, het schimmel-equivalent van menselijk cholesterol en een gemeenschappelijk doelwit van huidige antischimmelmiddelen.

Met behulp van geavanceerde moleculaire tools, waaronder CRISPRi-gen-silencing-screening, ontdekten de wetenschappers dat ferulazuur de ergosterolproductie verstoort en effectief werkt als een antischimmelmiddel.

Ze ontdekten ook dat ferulazuur synergetisch werkt met fluconazol, een van de meest gebruikte antischimmelmiddelen. In combinatie overwonnen de twee met succes Candida albicans-stammen die klinische resistentie tegen fluconazol hadden ontwikkeld, wat een aanzienlijk therapeutisch potentieel aantoont.

De bevindingen hebben ook belangrijke implicaties voor de landbouw. ​​In tests op maïsplanten die geïnfecteerd waren met een pathogene schimmel, verminderde ferulazuur de gewasschade aanzienlijk, wat wijst op een nieuwe, duurzame aanpak die de afhankelijkheid van milieuschadelijke chemische bestrijdingsmiddelen zou kunnen verminderen.

"Deze doorbraak heeft een dubbele betekenis", aldus de onderzoekers. "Ferulinezuur kan dienen als basis voor nieuwe behandelingen tegen resistente infecties bij mensen, en het biedt een milieuvriendelijke landbouwoplossing die het gebruik van schadelijke chemicaliën kan verminderen."

Het team wil natuurlijke behandelingen ontwikkelen op basis van plantaardige moleculen. Onlangs ontvingen ze een onderzoekssubsidie ​​van de Israel Science Foundation om het project verder te ontwikkelen, ondersteund door zowel de ISF als de Helmsley Charitable Trust via de Helmsley Fellowships for Sustainability and Health.