Биргит Валтенбергер

1 Фармацевтичен институт/Фармакогнозия и Център за молекулярни биологични науки Инсбрук (CMBI), Университет в Инсбрук, 6020 Инсбрук, Австрия; [email protected] (S.S.); [email protected] (H.S.)

натурални

Мария Халабалаки

2 Катедра по фармакогнозия и химия на природните продукти, Фармацевтичен факултет, Национален и Каподистрийски университет в Атина, 15771 Атина, Гърция; rg.aou.mrahp@lahairam (M.H.); rg.aou.mrahp@sinuostlaks (A.-L.S.)

Стефан Швайгер

1 Институт по фармация/фармакогнозия и Център за молекулярни биологични науки Инсбрук (CMBI), Университет в Инсбрук, 6020 Инсбрук, Австрия; [email protected] (S.S.); [email protected] (H.S.)

Никола Адамопулос

3 Департамент за развитие на нов бизнес, Galenica SA, 14564 Kiffisia, Гърция; rg.acinelag@dbn

Noureddine Allouche

4 Лаборатория по органична химия, Екип за природни вещества, Факултет на науките в Сфакс, Университет в Сфакс, PB 1171, 3000 Сфакс, Тунис; rf.oohay@ehcuollaenidderuon

Бернд Л. Фибих

5 Департамент за изследвания и развитие, VivaCell Biotechnology GmbH, 79211 Денцлинген, Германия; ed.llecaviv@hcibeif

Нина Херманс

6 Изследване и анализ на природни продукти и храни (NatuRA), Департамент по фармацевтични науки, Университет в Антверпен, 2610 Антверпен, Белгия; [email protected] (Н.Х.); [email protected] (L.P.)

Пидер Янсен-Дюр

7 Институт за изследване на биомедицинското стареене и CMBI, Университет в Инсбрук, 6020 Инсбрук, Австрия; [email protected]

Виктор Кестерич

8 Катедра по химия, Северния католически университет, Касила, Антофагаста 1280, Чили; lc.ncu@nretsekv

Люк Питърс

6 Изследване и анализ на природни продукти и храни (NatuRA), Департамент по фармацевтични науки, Университет в Антверпен, 2610 Антверпен, Белгия; [email protected] (Н.Х.); [email protected] (L.P.)

Стефан Шьонбихлер

9 Отдел за аналитични изследвания, Bionorica research GmbH, 6020 Инсбрук, Австрия; [email protected]

Алексиос-Леандрос Скалцунис

2 Катедра по фармакогнозия и химия на природните продукти, Фармацевтичен факултет, Национален и Каподистрийски университет в Атина, 15771 Атина, Гърция; rg.aou.mrahp@lahairam (M.H.); rg.aou.mrahp@sinuostlaks (A.-L.S.)

Хун Трън

10 Катедра по фармакогнозия, Фармацевтичен факултет, Университет по медицина и фармация, град Хо Ши Мин 700000, Виетнам; nv.ude.mchpu@gnuhnart

Йоанис П. Тругакос

11 Катедра по клетъчна биология и биофизика, Биологически факултет, Национален и Каподистрийски университет в Атина, 15784 Атина, Гърция; rg.aou.loib@sokaguorti

Алваро Вильоен

12 Център за природни продукти в разработването на лекарства, Департамент по фармацевтични науки, Tshwane University of Technology, Претория 0001, Южна Африка; az.ca.tut@maneojliv

Жан-Люк Вулфендер

13 Фитохимия и биоактивни природни продукти и фармакогнозия, Училище по фармацевтични науки, EPGL, Университет в Женева, Университет в Лозана, 1211 Женева 4, Швейцария; [email protected]

Кристиан Волфръм

14 Департамент по здравни науки и технологии, Лаборатория по транслационна биология на храненето, Швейцарски федерален технологичен институт (ETH) Цюрих, 8603 Schwerzenbach, Швейцария; hc.zhte@murflow-naitsirhc

Никос Ксинос

15 Департамент за изследвания и развитие, Rousselet Centrifugation SA, 07100 Annonay, Франция; moc.notamork@sonyxn

Херман Щупнер

1 Фармацевтичен институт/Фармакогнозия и Център за молекулярни биологични науки Инсбрук (CMBI), Университет в Инсбрук, 6020 Инсбрук, Австрия; [email protected] (S.S.); [email protected] (H.S.)

Резюме

1. Въведение

Настоящите демографски тенденции предполагат бързо нарастване на процента на възрастните хора в Европа през следващите десетилетия, поради увеличаване на продължителността на живота и постоянно ниски нива на плодовитост [1]. Освен това, според Световната здравна организация (СЗО), не само в Европа, но и в популациите по света се наблюдава драстично нарастване на дела, както и на абсолютния брой възрастни хора [2]. Изчислено е, че до 2050 г. населението на света на възраст над 60 години ще се удвои и ще достигне 2 милиарда (22% от общото население на света) [3]. Увеличаването на продължителността на живота на населението носи присъщия риск от увеличаване на физическите и психическите увреждания, както и на свързаните с възрастта заболявания (напр. Рак, невродегенерация, метаболитни нарушения и др.), Което представлява голяма и постоянно нарастваща тежест за нашите общества, ако не успеем да разработим подходящи стратегии за противодействие. В тази ситуация концепцията за здравословно стареене, т.е. стратегия, която позволява на хората да остареят в добро здраве, става много важна и е призната от СЗО за една от най-критичните цели [2].

В продължение на дълъг период, до 60-те години, структурните изследвания на природните продукти (NP) служат като основна движеща сила за откриване на лекарства и все още представляват уникален източник за нови потенциални клиенти и фармакофори за медицинската химия. Повече от 50% от всички нови химически единици (NCE), въведени във фармакотерапията през периода 1981–2010 г., произлизат (пряко или косвено) от НП [10]. Една от критичните причини за този резултат са техните значителни структурни предимства поради тяхната сложност и уникалност [11]. До момента в растенията са идентифицирани приблизително 200 000 NP и се очаква реалният брой да надхвърли 500 000 [12]. Храненето и по-специално регионалните диетични режими предлагат достъп до това химическо разнообразие на НП. Диетичните растения, като лечебни растения, съдържат NP, които демонстрират мощни антиоксидантни свойства и различни други биологични дейности [13]. Многобройни проучвания показват, че хранителните растителни съединения участват в няколко физиологични процеса и е установено, че имат значително благоприятно въздействие върху човешкото здраве. Тези свойства се дължат на наличието на фитонутриенти и биологично активни NP, които проявяват плейотропни и, вероятно, терапевтични ефекти при хората [14].

Един от географските райони, където хранителните навици са привлекли вниманието като прототип на хранителна защита срещу свързани с възрастта заболявания, е средиземноморският регион. Традиционната средиземноморска диета и нейният под-клон, критската диета, се счита широко за един от най-важните фактори за здравето и продължителността на живота на населението от средиземноморските региони. За пръв път той привлече научното внимание с изследването на седемте страни [15,16]. Това проучване започва в края на 50-те години и включва 12 763 мъже на средна възраст (на възраст 40-59 години) от 16 кохорти на осем държави от седем държави. Резултатите показаха, че по-високи нива на смъртност от коронарна болест на сърцето и други сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) се наблюдават в Северна Америка и Северна Европа, докато по-ниски нива са установени в средиземноморските страни от Южна Европа. Тези открития бяха силно свързани с така наречената средиземноморска диета. Последните проучвания потвърдиха тези констатации [17,18,19,20,21,22,23,24].

Впечатляващо е обаче, че дори полезните ефекти от здравословното хранене да бъдат широко признати и признати в световен мащаб, по-голямата част от хранителните растения, които съдържат съставките на най-утвърдените хранителни режими, не са били изследвани в дълбочина и следователно активните съставки остават до голяма степен неизвестни . В този смисъл много от използваните в момента нутрицевтици или хранителни добавки се основават на NP и се използват по широк, и от днешна гледна точка, доста неспецифичен начин. По-важното е, че са публикувани многобройни здравни претенции за растителни продукти въз основа на традиционната употреба и хранителните навици. Независимо от това, тези твърдения в много случаи не са ясно свързани с отделни биоактивни NP или екстракти с добра химическа характеристика и биологична активност in vivo.

Следователно общата цел на проекта MediHealth е да въведе нов подход за откриване на активни вещества в хранителните растения от средиземноморската диета и други глобални източници за насърчаване на здравословното стареене. Проектът MediHealth включва нови технологии и методи за откриване и изолиране на НП с цел откриване на природни образувания от средиземноморски и глобални диетични растения, насърчаващи здравословното стареене. Фокусът е върху два ключови аспекта, а именно натрупването на причинени от ROS щети, както и развитието на свързани с възрастта метаболитни заболявания. Нов подход се въвежда чрез ab initio паралелно in vivo и in vitro изпитване и изследване на метаболизма на екстрактите и техните съставки, в комбинация със сложни аналитични техники по последователен и интегриран начин. MediHealth се стреми да изведе, на базата на научни доказателства, нови хранителни продукти и/или фитотерапевтици до етапа на развитие. Това се осъществява чрез силно сътрудническа мрежа между индустриални и академични партньори от европейски и неевропейски страни, осигуряваща допълнителна научна експертиза, трансфер на знания и обучение на персонал.

2. Научен подход на проекта MediHealth

Проектът MediHealth включва уникална комбинация от стратегии, включващи следните аспекти:

Изследване на хранителни растения от средиземноморската диета, както и от други глобални произход (напр. Източна Азия, Северна и Южна Африка, Южна Америка) въз основа на установени ползи за здравето от традиционната употреба, литература и информация за химическото разнообразие.

Въвеждане на нов подход за оценка на фармакологичните свойства на метаболитите, получени от растителни екстракти, въз основа на новоразработени протоколи за метаболизиране на екстракти, които имитират обработката на растителни екстракти от човешките черва и черния дроб като предпоставка за смислени ин витро тестове.

Използване на сложна и интегрирана концепция, съчетаваща протоколи за метаболизиране на екстракти с усъвършенствани клетъчни анализи (фокусирайки се по-специално върху Nox4, Nrf2/Keap1 и модулацията на протеазомната активност, както и антидиабетни ефекти) и тяхното допълване чрез иновативни тестове за стареене и свързани с възрастта заболявания при мухи и мишки, съответно, за идентифициране на природни образувания, насърчаващи здравословното стареене.

Включване на съвременни аналитични техники (напр. Микропроба-NMR, LC-SPE-NMR, LC-HRMSn), премахване на репликацията и метаболомични стратегии за характеризиране на активните съединения.

Генериране на солидни данни въз основа на експериментални научни открития за разработването на нов конкурентен продукт в областта на хранителните добавки, хранителните добавки и/или фитотерапевтиците.

Основната цел на проекта MediHealth е да въведе нова концепция за откриване на малки молекули в хранителни растения от средиземноморската диета и други глобални източници с активност върху здравословното стареене и главно метаболитните нарушения. Това се постига чрез интегриран и мултидисциплинарен подход и въз основа на добре организиран работен процес (Фигура 1).