No Slide Title

Farmacognosie
Prof.Dr.Apr. Dieter Deforce
Farmacognosie
• toegepaste wetenschap die betrekking heeft
op de biologische, biochemische en
economische aspecten van natuurlijke
geneesmiddelen en hun bestanddelen
• Farmacognosie = Grieks kennis van het
farmacon
• Klassiek sterk verwant met plantenkunde en
fytochemie
Farmacognosie
• Modern: studie van natuurlijke producten
ook andere dan van plantaardige oorsprong
vb vaccins, hormonen, antibiotica.
• Meer aandacht voor biologische,
biotechnologische oorspr. En
werkingsmechanisme
• Links naar farmacologie, farmacokinetiek,
biotechnologie en medicinale chemie
• De fytochemische benadering blijft heel
belangrijk, kennis van biosynthesewegen
(Zie cursus Fytochemie, Prof. De
Keukeleire)
Farmacognosie
• Kennis biosyntheseweg => genetische
modificatie => overproductie secundaire
metaboliet
• Kennis scheikundige structuur => basis voor
nieuwe synthetische GM
• De structuur van andere plantaardige GM is
te complex voor economisch haalbare
synthese
Farmacognosie
• Belang voor de apotheker en de GM
industrie:
– Apotheker als raadgever: wetenschappelijk
verantwoorde informatie verschaffen over de
“natuurlijke” GM
– informatie over interacties van geneesmiddelen,
dosissen, nevenwerking, werking. Een degelijke
scheikundige, farmacologische en biologische
kennis van het geneesmiddel zijn dus in zijn
opleiding essentieel.
Farmacognosie
• Belang voor de apotheker en de GM
industrie:
– Industrie: planten belangrijke bron van GM: vb
alkaloiden (morfine, codeine, atropine…)
– Naast planten ook: bacterien, schimmels
(antibiotica: penicillines, cefalosporines,
tetracyclines…) organen (vroeger insuline uit
pancreas)
Farmacognosie
•
Indeling GM:
–
–
–
–
–
een natuurlijke grondstof : mengsel van
werkzame verbindingen en ballaststoffen;
een extract : aangerijkt mengsel van
werkzame verbindingen en ballaststoffen;
een biogeen geneesmiddel : GM van
natuurlijke oorsprong dat hetzij één zuivere of
een mengsel van werkzame zuivere
chemische verbindingen bevat;
een semi-syntheticum : scheikundig bereid
product uitgaande van een natuurstof;
een syntheticum : GM volledig door middel van
scheikundige reacties bereid.
Controle en evaluatie van GM
•
•
•
•
Evaluatie van GM
identificatiereacties,
zuiverheidsonderzoek en
kwantitatieve gehaltebepaling van het
actieve bestanddeel
Verschillende methoden
–
–
–
–
–
organoleptische methoden;
microscopische methoden;
biologische methoden;
chemische methoden;
fysische methoden.
Biologische proeven
•
Biologische proeven
Meer en meer vervangen door in-vitro
testen
–
–
–
Cel lijnen
Enzymatische assays
ELISA enzyme linked immunosorbent assay
ELISA
Dunne laag chromatografie
Rf=afstand afgelegd door de spot
afstand afgelegd door het front
Klinische testen
• Veiligheid en therapeutische effectiviteit van een
GM nagaan
• verloopt in een aantal vastgelegde fasen
• Vooraleer klinische testen bij de mens kunnen
starten EERST vele jaren labowerk:
– info over ziekteproces en werkingsmechanisme van
GM
– productie
– testen op celculturen
– testen op proefdieren
Klinische testen (vervolg)
• Verschillende fasen
– FASE I:
evaluatie veiligheid bij kleine groep
gezonde vrijwilligers, dosis? (soms bij patienten)
(tiental)
– FASE II:
evaluatie van effectiviteit in grote groep
patienten (honderdtal), dubbel blind met placebo
groep, soms is placebo ethisch niet verantwoord
– FASE III:
vergelijking van de nieuwe behandeling
met bestaande standaard behandeling (duizenden
patienten) indien voorhanden
– FASE IV:
na commercialistie (bewaking)
Klinische testen (vervolg)
• Inclusie- exclusiecriteria voor patienten
• Indien dit dure proces succesvol doorlopen wordt
kan een GM-registratie aangevraagd worden om
op de markt te brengen
Classificatie van GM in de farmacognosie
• Kan gebeuren aan de hand van:
–
–
–
–
de morfologie
de taxonomie
de farmacologische of therapeutische activiteit
de chemische structuur
• De morfologische indeling deelt in onder:
bladeren, bloemen, vruchten, zaden, …
extracten, harsen, olien, wassen, … (zie
practicum)
Taxonomische classificatie, volgens familie
Vb. Umbelliferen (schermbloemigen) anijs, venkel, coriander
Taxonomische classificatie, volgens familie
Solanaceeën: planten met alternerende bladeren, vruchten
zijn bessen, vb Belladonna, Hyoscyamus, Stramonium
Taxonomische classificatie, volgens familie
Labiaten: planten met tegenoverstaande bladeren, vierkante
stengels, bilabiate bloemen, vb pepermunt en thijm
Therapeutische classificatie
• De farmacologische of therapeutische
classificatie volgens de werking vb
– werken op spijsverteringsstelsel: vb cascara, senna,
lijnzaad
– werken op het hart: vb. Digitalis, strofantus
• Chemische classificatie:
– alkaloiden: morfine, kinine, atropine, scopolamine
– vluchtige oliën = etherische oliën: muntolie (zie
cursus Prof. De Keukeleire)
Biosynthesewegen
• Biosyntheseweg is heel dikwijls niet volledig
gekend
• Plant maakt aan de hand van eenvoudige
moleculen (CO2, suikers en organische zuren)
dmv enzymatische reacties primaire en
secundaire metabolieten aan (zie fig)
Biosynthesewegen
Belang van biosynthesewegen
DNA transcriptie
DNA translatie =Proteïne synthese
Belang van biosynthesewegen
• Indien de biosyntheseweg gekend is kan men
ingrijpen in de productie van gewenste
componenten
– overproductie door regulerend enzyme tot
overexpressie te brengen
– bepaalde pathways blokkeren door anti-sense
Secundaire metabolieten
• plantenbestanddelen indelen in:
– actieve bestanddelen (therapeutisch effect, dit
zijn de secundaire metabolieten)
• functie voor de plant van deze secundaire
metabolieten zijn niet altijd duidelijk: vb. afweer tegen
insecten, aantrekking van insecten, afweer tegen
microorganismen…
– niet-actieve of inerte bestanddelen. Vb:
• zetmeel, cellulose, lignine, suberine en cutine. Zeer
dikwijls zullen deze inerte bestanddelen de opname
van de actieve bestanddelen wijzigen of eventueel
zelfs verhinderen. Daarom opzuivering actieve
componenten
Factoren die productie van sec met
beïnvloeden
• Erfelijkheid
• Ontwikkelingsstadium
• Omgeving
Factoren die productie van sec met
beïnvloeden
• Genetische variatie geeft aanleiding tot
kwalitatieve en kwantitatieve veranderingen
– vb Claviceps purpurea, sommige soorten grote
hoeveelheden ergotamines, andere soorten
enkel onbelangrijke alkaloïden
• Omgevingsfactoren
zullen
enkel
kwantitatieve veranderingen veroorzaken:
– grond (stikstofrijke grond => meer alkaloiden),
klimaat, methode van cultiveren
Factoren die productie van sec. met.
beïnvloeden
• Ontwikkelingsstadium
– concentratie van een actief bestanddeel,
– en variabiliteit van verschillende bestanddelen.
• Zo zal het cannabidiol gehalte in Cannabis sativa een
piek vertonen vroeg in het begin van het
groeiseizoen, waarna de concentratie afneemt. Op
dat
ogenblik
stijgt
de
concentratie
van
tetrahydrocannabinol.
• In Papaver somniferum is het morfinegehalte in de
bollen het hoogst 2 tot 3 weken na de bloei.
Research ivm plantaardige GM
• Farmaceutische
industrie
verhoogde
interesse voor plantaardige GM enkele
successen:
– vinblastine-vincristine
– taxol
– artemisinine
Research ivm plantaardige GM
• Oudere reeds ingeburgerde plantaardige
extracten:
– Valeriaan onder diverse vormen als sedativum.
– Crataegus wordt gebruikt als cardiotonicum.
(Meidoorn)
– Viscum album is cytotoxisch. (Maretak)
– Melissa officinalis werkt antiviraal.
Research ivm plantaardige GM
• NIH in 1980 grote screening naar plant GM
uit oerwouden.
• Nieuwe kruisingen
• Problemen bij uittesten farmacologische
werking, oplossing: dure dierproeven
vervangen door bioassays.
Farmacokinetiek
• de wiskunde en het tijdsverloop van:
– absorptie,
– distributie,
– metabolisme en
– excretie van een geneesmiddel in het lichaam.
• In veel gevallen is het therapeutisch effect evenals
het toxisch effect gerelateerd aan de plasma
concentratie van een geneesmiddel.
Farmacokinetiek
Cmax
C1/2
Tmax
T1/2
Nevenwerkingen van plantaardige GM
• Acute toxiciteit = gevolg van éénmalige
toediening
• chronische toxiciteit = na herhaalde
toediening (moeilijk te evalueren)
• Acute toxiciteit: LD50 waarde, afhankelijk van
toedieningsvorm
(normaal
parenteraal
toxischer dan peroraal, uitz prunasine =
cyanogeenglycoside, metabolisatie door
darmbacterien)
LD50
LD50
4
3
% dode dieren
2
0
1
-DOSIS mg/kg
LD50