Onder een microscoop komen clusters van naaldvormige kristallen samen en gloeien wit onder natuurlijk licht.
Onlangs waren verslaggevers van de Changjiang Daily getuige van de scheiding van een enkele verbinding – kinsenoside – van het Chinese kruidengeneesmiddel Anoectochilus roxburghii in een nieuw geneesmiddelenlaboratorium aan de School of Pharmacy, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Dit ingrediënt bepaalt de farmacologische activiteit van traditioneelAnoectochilus roxburghii.
Zuilvormig kristallijn kinsenoside blijft op de bodem van de kolf hangen. Foto door Li Yonggang, verslaggever van Changjiang Daily
De wilde Anoectochilus roxburghii werd in 1990 door de provincie Fujian, de belangrijkste productieregio, op de lijst van bedreigde planten geplaatst. Op 7 augustus 2021 werd de wilde Anoectochilus roxburghii opgenomen in de Chinese Nationale Lijst van Klasse II Beschermde Wilde Planten. Deze plant heeft de afgelopen twintig jaar dramatische veranderingen ondergaan. In het laboratorium van Tongji Medical College, Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie, heeft het team van professor Zhang Yonghui twintig jaar toegewijd onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van kinsenosidetabletten, een innovatief chemisch medicijn met kleine moleculen van klasse 1. Het product kreeg op 28 juli van dit jaar nationale goedkeuring voor klinische fase I-onderzoeken en staat op het punt fase I-onderzoeken bij mensen te lanceren. Eerder werden 10 patenten voor de uitvinding en toepassing van Anoectochilus roxburghii voor de preventie en behandeling van leverziekten overgedragen tegen een mijlpaalbetaling van 240 miljoen RMB. Kunstmatig gekweekte Anoectochilus roxburghii bevat hogere niveaus van kinsenoside, het belangrijkste medicinale actieve ingrediënt, dan wilde variëteiten, en de kwaliteit verbetert gestaag. Met een 2000-jarige geschiedenis als medicinaal en eetbaar kruid onder de lokale bevolking van Fujian, kan Anoectochilus roxburghii nu worden verwerkt tot chemische farmaceutische producten, moderne traditionele Chinese medicijnen en homologe kruidengrondstoffen voor medicinale voeding.
Het team van professor Zhang Yonghui heeft ook met succes een chemische syntheseroute voor kinsenoside opgezet, wat betekent dat kinsenoside via chemische synthese kan worden geproduceerd.
Een convergentie van traditionele Chinese en westerse geneeskunde wordt gerealiseerd via Anoectochilus roxburghii.
Professor Zhang Yonghui. Foto door Li Yonggang, verslaggever van Changjiang Daily
2000 jaar volksgebruik – Het functionele geheim van Anoectochilus Roxburghii in het laboratorium blootleggen
Zhang Yonghui, geboren in een boerenfamilie, studeerde in 1991 af aan de Huanggang Middle School in de provincie Hubei en werd toegelaten tot de Tongji Medical University (nu Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology) met als hoofdvak farmacie.
Met de opkomst van natuurlijk farmaceutisch onderzoek in de jaren zeventig ontstond er een nieuwe discipline genaamd natuurlijke farmaceutische chemie. Tijdens zijn postdoctorale studie specialiseerde Zhang zich op dit gebied en beheerste hij systematisch een breed scala aan onderzoeksmethoden en -technieken voor natuurlijke farmaceutische chemie.
Nadat hij in 2000 zijn masterdiploma had behaald, bleef Zhang op de campus om onderzoek naar natuurgeneeskunde te doen. "Chinese kruidengeneesmiddelen hebben een geschiedenis van duizenden jaren. In het verleden konden we de materiële basis achter de therapeutische effecten van de meeste kruidengeneesmiddelen niet ophelderen; nu hebben we de vastberadenheid en het vertrouwen om erachter te komen", herinnert Zhang zich. Binnen een paar maanden stelde hij Anoectochilus roxburghii als zijn onderzoeksonderwerp.
Anoectochilus roxburghii is een orchidee van het geslacht Anoectochilus, met donkerpaarsrode bladeren bedekt met gouden adernetwerken, een onderscheidende en mooie eigenschap. Het groeit in de provincies Fujian, Taiwan en Yunnan in China, maar ook in Japan en verschillende Zuidoost-Aziatische landen.
In het bos gekweekte Anoectochilus roxburghii.
Verslaggevers interviewden van 13 tot 15 augustus dit jaar lokale kruidenboeren in de stad Yong’an, in de prefectuur Sanming, in de provincie Fujian. De boeren zeiden: "Vogels beschouwen de bladeren van Anoectochilus roxburghii als ginseng, daarom noemen we het ook wel 'vogelginseng'. Wilde bergdieren voeden zich er ook mee. Onze voorouders hebben dit al lang geleden opgemerkt."
De lokale bevolking van Fujian begroet Anoectochilus roxburghii als de ‘Koning der Kruiden’, met een volksgebruiksgeschiedenis die meer dan 2000 jaar teruggaat. Het staat bekend als een universeel ontgiftend middel: het wordt gebruikt bij koortsstuipen bij kinderen, giftige slangenbeten, verlichting van een kater, chronische hoest bij ouderen en lichamelijke zwakte na de bevalling. In traditionele Chinese welzijnsconcepten zijn ‘interne hitte’ en ‘toxines’ de hoofdoorzaken van ziekten, waardoor het opruimen van hitte en ontgifting tot kernprioriteiten voor de gezondheid behoren.
Het was deze duurzame volksgeneeskundige wijsheid die duizenden jaren lang werd doorgegeven en die Zhang inspireerde om Anoectochilus roxburghii te bestuderen. “Toch had niemand de chemische samenstelling ervan systematisch geanalyseerd, waardoor de exacte actieve ingrediënten die verantwoordelijk waren voor de effecten ervan ongeïdentificeerd bleven.”
In 2004 diende Zhang, toen hij nog docent was, een project van de National Natural Science Foundation in, gericht op Anoectochilus roxburghii, en verkreeg 220.000 RMB aan onderzoeksfinanciering, waarmee officieel onderzoek naar het kruid werd gelanceerd.
Tijdens de zomervakantie van 2004 leidde Zhang twee afgestudeerde studenten naar de stad Zhangzhou, in de provincie Fujian, om Anoectochilus roxburghii te vinden. Destijds bestond er plaatselijk geen kunstmatige teelt, er waren alleen wilde planten te vinden. Omdat er geen voorraad beschikbaar was bij leveranciers van geneeskrachtige kruiden, trok het team door berggebieden op zoek naar ervaren kruidendokters en kocht 3 kilo gedroogde Anoectochilus roxburghii voor 33.000 RMB aan onderzoeksgeld.
Gedurende twee jaar isoleerde Zhang door middel van extractie, scheiding en zuivering meer dan tien verbindingen uit Anoectochilus roxburghii, gedomineerd door glycosiden. Dit markeerde de eerste succesvolle isolatie van kinsenoside uit de in Fujian gekweekte Anoectochilus roxburghii.
Gedroogde Anoectochilus roxburghiivan verschillende variëteiten voor laboratoriumtests. Foto door Li Yonggang, verslaggever van Changjiang Daily
Zhang en zijn team voerden dierexperimenten uit met de belangrijkste categorieën verbindingen gewonnen uit Anoectochilus roxburghii, wat bevestigde dat kinsenoside – in plaats van flavonoïden of polysachariden zoals eerder door sommige onderzoekers werd aangenomen – het belangrijkste farmacologisch actieve ingrediënt van het kruid is.
Kinsenoside geëxtraheerd uit Anoectochilus roxburghii is een glycosideverbinding. Zhang verklaarde: “De kwaliteit van Anoectochilus roxburghii wordt uitsluitend beoordeeld op basis van de inhoud van deze enkele verbinding, kinsenoside.”
Verder onderzoek bracht voortdurend verrassingen met zich mee. Wilde Anoectochilus roxburghii bevat meer dan 10% kinsenoside, terwijl kunstmatig gekweekte variëteiten zelfs nog hogere concentraties hebben – wat betekent dat elke 100 gram van het kruid minstens 10 gram kinsenoside bevat. Een dergelijk hoog gehalte aan één enkele werkzame stof is uiterst zeldzaam onder Chinese kruidengeneesmiddelen; de meeste geneeskrachtige planten bevatten minder dan 1% van elk afzonderlijk actief ingrediënt, en het bekende paclitaxel is slechts verantwoordelijk voor 0,01% van de taxusschors.
Bij het ontwikkelen van nieuwe chemische medicijnen wijzigen onderzoekers meestal de oorspronkelijke moleculaire structuur van veelbelovende kandidaat-verbindingen om de werkzaamheid te verbeteren of toxische bijwerkingen te verminderen. Het team van Zhang ontdekte echter dat de inheemse moleculaire structuur van kinsenoside optimale therapeutische effecten oplevert en helemaal geen structurele wijziging vereist.
Alle medicinale stoffen brengen potentiële toxiciteitsrisico's met zich mee, maar uit systematische toxicologische tests is gebleken dat kinsenoside vrijwel niet-toxisch is. “Dit is een kostbare schat die onze voorouders ons hebben nagelaten.”
Teelt begeleiden met laboratoriumgegevens — Een bedreigde plant nieuw leven inblazen
Vroeg in de ochtend van 14 augustus, ongeveer 60 kilometer verwijderd van Yong'an City, Sanming, maakten de 42-jarige Su Bingzhang en zijn 72-jarige moeder de grond los onder moso-bamboebossen. Ze waren van plan om hier in september 600.000 Anoectochilus roxburghii-zaailingen te transplanteren.
Dit gebied ligt op de vertakkingen van het Wuyi-gebergte op een hoogte van meer dan 500 meter, bedekt door weelderige luifels van moso-bamboe. Dun zonlicht filtert door bamboebladeren op rode aarde. "Anoectochilus roxburghii is niet bestand tegen direct zonlicht. In natuurlijke omgevingen groeit hij onder bossen, met hoge bomen en bamboe als schaduw", legt Shen Shaorong, oprichter van Yong'an Huangnijia Co., Ltd. uit, die verslaggevers de berg op vergezelde.
Su Bingzhang (achterste) en boeren dragen de geoogste Anoectochilus roxburghii de berg af. Bijgedragen door Su Bingzhang
Shen Shaorong, geboren in Hakka, begon in 2005 onderzoek te doen naar kunstmatige veredelings- en kweektechnieken voor Anoectochilus roxburghii. In het voorjaar van 2013 reisde Zhang met zijn studenten naar Huangnijia Co., Ltd. in Yong'an om ruwe Anoectochilus roxburghii te kopen voor laboratoriumonderzoek. Op dat moment was de volgende onderzoeksfase van Zhang gericht op het identificeren van de therapeutische krachten van kinsenoside om de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen te bevorderen, terwijl Shen de vermeerdering van zaailingen in weefselkweek en de technologieën voor het planten in het bos en in kassen al onder de knie had.
Na deze excursie naar Yong’an werd de meeste rauwe Anoectochilus roxburghii die in het laboratorium van Zhang werd gebruikt, geleverd door de plantage van Shen. Shen begon ook plantenmonsters naar het laboratorium van Zhang te sturen om te testen om de zaadselectie en teeltoptimalisatie te begeleiden.
In een interview op 14 augustus van dit jaar herinnerde Shen zich: "Hij vertelde me toen dat hij had bevestigd dat Anoectochilus roxburghii hypoglycemische effecten uitoefent met vrijwel geen toxische bijwerkingen. Die ene zin motiveerde me om tot op de dag van vandaag kunstmatige teelt te blijven onderzoeken."
Momenteel exploiteert Shen een Anoectochilus roxburghii-plantage van 3.200 mu onder een 'bedrijf + boer'-model. Elke mu levert 220 kilogram verse bladeren op, verwerkt tot 22 kilogram gedroogd kruid via drogen op lage temperatuur, verkocht tegen 5.800 RMB per kilogram.
“Voordat we zaailingen verplanten, verpletteren we de grond tot fijne deeltjes, net zoals bij het voorbereiden van groentezaaibedden”, zegt Su Bingzhang, die zijn 100 mu grote bamboebos zorgvuldig onderhoudt. “Zonder de teelt van Anoectochilus roxburghii zou dit bergland onvruchtbaar zijn.” De zongebruinde boer glimlachte eerlijk. Su keerde tien jaar geleden terug naar zijn geboorteplaats na migrantenwerk om citrus, rijst, moso bamboe en Anoectochilus roxburghii te verbouwen. Het kruid draagt nu de helft van zijn totale jaarinkomen bij.
Boeren inspecteren fleszaailingen van Anoectochilus roxburghii op de Jiaoyu-berg, Lincang, Yunnan. Bijgedragen door Chen Ling
Su heeft geen gegevens over hoeveel van zijn gecultiveerde Anoectochilus roxburghii de afgelopen tien jaar aan het laboratorium van Zhang is geleverd. Wang Yafen, een onderzoeker aan het New Drug Laboratory van Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, merkte een duidelijke trend op: de kinsenosideniveaus in kunstmatig gekweekte Anoectochilus roxburghii-monsters die voor testen werden verzonden, blijven stijgen, met consistente kwaliteitsverbeteringen jaar na jaar.
In Fujian, waar Anoectochilus roxburghii wordt geëerd als de “Koning der Kruiden”, ontbrak het de lokale bevolking aan wetenschappelijke normen om premiumkwaliteit te beoordelen. Ze geloofden dat wilde kruiden, vergelijkbaar met ginseng, een betere kwaliteit krijgen met langere groeicycli. Destijds weerspiegelde de lokale marktprijs deze misvatting: de tweejarige bloeiende Anoectochilus roxburghii werd verkocht voor 2.000 RMB per jin, terwijl de eenjarige bloeiende voorraad 1.000 RMB per jin opleverde.
Zhangs laboratoriumgegevens hebben dit duizenden jaar oude volksgeloof omvergeworpen. Uit tests bleek dat bloeiende Anoectochilus roxburghii veel minder kinsenoside bevat dan niet-bloeiende planten, en langere kweekcycli staan niet gelijk aan een hogere potentie.
Er zijn meerdere variëteiten van Anoectochilus roxburghii, ingedeeld naar bladvorm: rondbladige, puntige blad-, grootbladige en dunbladige soorten. Met behulp van zelfontwikkelde testprotocollen heeft Zhang bevestigd dat bladeren de hoogste concentratie kinsenoside bevatten. Nadat deze bevindingen met telers waren gedeeld, werden grootbladige variëteiten al snel de mainstream gekweekte soort.
Boeren oogsten Anoectochilus roxburghii op de Jiaoyu-berg, Lincang, Yunnan. Bijgedragen door Chen Ling
Bijna 1.800 kilometer verwijderd van de stad Yong'an, Fujian, groeit 40 mu bloeiende Anoectochilus roxburghii op de Jiaoyu-berg, Lincang, provincie Yunnan. Chen Ling, hoofd van Yunnan Shanyuan Biotechnology Development Co., Ltd., legde uit dat professor Yu Longjiang van de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie in 2017 de teelt van Anoectochilus roxburghii introduceerde als een armoedebestrijdingsproject in Yunnan, waarbij hij lokale boeren trainde in kunstmatige teelttechnieken. Professor Zhang Yonghui assisteert nu bij het opstellen van de lokale voedselveiligheidsnorm van Yunnan voor Anoectochilus roxburghii, terwijl de Fujian Provinciale Lokale Voedselveiligheidsnorm voor Anoectochilus roxburghii, die na vijf jaar onderzoek onder zijn technische leiding werd opgesteld, officieel werd uitgegeven en geïmplementeerd in juni 2022. Een groeiend aantal boeren heeft zich aangesloten bij de teelt van Anoectochilus roxburghii.
Volgens onvolledige statistieken gedeeld door Zhang beslaat de landelijke teelt van Anoectochilus roxburghii meer dan 100.000 mu met een jaarlijkse industriële productiewaarde van 20 miljard RMB. Ooit een bedreigde wilde plant, is Anoectochilus roxburghii nieuw leven ingeblazen met de steun van moderne wetenschap en technologie, wat de mensheid voortdurend ten goede komt.
20 jaar standvastig onderzoek – vertrouwen geworteld in de volksgeneeskundige praktijk
De lokale bevolking consumeert Anoectochilus roxburghii meestal door het in een afkooksel te koken of door kruidenthee te zetten. Historische documenten leggen de hypoglycemische en lipidenverlagende effecten ervan vast.
Zhangs eerste onderzoeksdoel was de regulering van de bloedglucose. Dierexperimenten hebben aangetoond dat kinsenoside een matige hypoglykemische activiteit heeft, maar toch zwakker is dan metformine, een klassiek antidiabeticum. Zhang legde uit dat de bloedglucosewaarden bij modeldieren 30 mmol/l bereikten; metformine verlaagde de spiegels tot ongeveer 7 mmol/l, terwijl kinsenoside de glucose slechts verlaagde tot ongeveer 10 mmol/l. Voor de ontwikkeling van innovatieve chemische geneesmiddelen moeten kandidaat-verbindingen beter presteren dan bestaande farmaceutische producten om klinische waarde te hebben, waardoor de onderzoeksrichting naar hypoglykemie tot stilstand kwam.
Zhangs tweede onderzoeksfocus was de lipidenregulatie. Jaren van herhaalde onderzoeken hebben aangetoond dat de lipidenverlagende werkzaamheid van kinsenoside achterblijft bij die van statinemedicijnen, wat opnieuw een grote tegenslag betekende voor het geneesmiddelenonderzoeksteam.
Professor Zhang Yonghui (uiterst rechts) beoordeelt de voortgang van het onderzoek in het laboratorium. Foto door Li Yonggang, verslaggever van Changjiang Daily
“Graaf dieper.” Telkens wanneer teamleden moeilijkheden ondervonden, gebruikte Zhang deze mantra om hen aan te moedigen subtiele aanwijzingen die verborgen waren in experimentele gegevens niet over het hoofd te zien.
Deze twee vastgelopen onderzoeksrichtingen brachten later essentiële inzichten aan het licht: hoewel kinsenoside de op zichzelf staande hypoglycemische kracht van metformine of de geïsoleerde lipidenverlagende kracht van statines niet kan evenaren, leveren de dubbele regulerende effecten op zowel de bloedglucose als de bloedlipiden uitgebreide metabolische voordelen op die ongeëvenaard zijn door één enkel farmaceutisch middel.
“Oude volkswijsheid ingebed in Anoectochilus roxburghii als een Chinees kruidengeneesmiddel garandeert dat nieuwe doorbraken op ontdekking wachten”, aldus Zhang. Voortbouwend op volkstradities over het gebruik van het kruid om katers te verlichten en de lever te beschermen, richtte zijn team zich op onderzoek naar de hepatoprotectieve mechanismen van kinsenoside.
Het laboratorium van Zhang heeft zes verschillende modellen voor leverbeschadiging bij dieren opgesteld voor versneld onderzoek: alcoholische leverbeschadiging, door geneesmiddelen veroorzaakte leverbeschadiging, cholestatische leverbeschadiging, door straling geïnduceerde leverbeschadiging, niet-alcoholische steatohepatitis en leverfibrose.
Om de voortgang van het onderzoek te versnellen, diende Zhang zelf experimentele doses toe om de halfwaardetijd van de verbinding te testen. Uit onderzoeken is gebleken dat kinsenoside de maximale bloedconcentratie twee uur na toediening bereikt, zowel bij diermodellen als bij menselijke proefpersonen.
Professor Zhang Yonghui (uiterst rechts) beoordeelt de voortgang van het onderzoek in het laboratorium. Foto door Li Yonggang, verslaggever van Changjiang Daily
“In onze drukste fase woonde ik twee maanden op de campus zonder naar huis terug te keren”, herinnert Wang Yafen, een van Zhangs studenten, zich. Ze beschreef het hele onderzoeksteam als meedogenloze werkers die herinneringen nodig hadden om te rusten. Maandag tot en met zaterdag waren de officiële werktijden, maar toch bleef het laboratorium de meeste zondagen vol, waarbij nachtelijke onderzoekssessies gebruikelijk waren.
Uitgebreid experimenteel werk leverde al snel doorbraken op. In samenwerking met professor Xiang Ming van de School of Pharmacy heeft het team van Zhang de therapeutische werkzaamheid van kinsenoside tegen experimentele auto-immuunhepatitis geïdentificeerd, naast de unieke antifibrotische leveractiviteit. "Er is nog geen enkel nieuw farmaceutisch medicijn voor leverfibrose dat wereldwijd op de markt wordt gebracht. Als ons onderzoek slaagt, kunnen we mogelijk een behandeling ontwikkelen die de progressie van hepatitis naar cirrose en leverkanker kan stoppen", legt Zhang uit. Kinsenoside vertoont robuuste beschermende effecten in alle zes geteste modellen voor leverbeschadiging: alcoholisch, door geneesmiddelen geïnduceerd, cholestatisch, stralingsgerelateerd, niet-alcoholische leververvetting en leverfibrose.
De onderzoeksstroom op het gebied van hepatoprotectie leverde transformatieve resultaten op. Eerder deze augustus voltooiden tien patenten die voortkwamen uit onderzoek naar Anoectochilus roxburghii de technologieoverdracht, en kinsenosidetabletten – ontwikkeld als een chemisch medicijn met kleine moleculen – zorgden voor de goedkeuring van Fase I klinische proef, uitgegeven door de National Medical Products Administration.
Professor Zhang Yonghui beoordeelt de voortgang van het onderzoek in het laboratorium. Foto door Li Yonggang, verslaggever van Changjiang Daily
Twintig jaar lang leidde Zhang zijn team in onwrikbaar toegewijd onderzoek naar Anoectochilus roxburghii. Hij schrijft zijn twee decennia van doorzettingsvermogen en vertrouwen toe aan twee pijlers: het ononderbroken 2000 jaar durende folkloristische erfgoed van Anoectochilus roxburghii, en aanhoudende nationale steun voor onderzoeksfinanciering.
Naast de initiële steun van de National Natural Science Foundation, ontving het Anoectochilus roxburghii-project steun van het National Major New Drug Creation Science and Technology Special Project in 2010, het National 863 High-Tech Research and Development Program in 2013, naast aanzienlijke financiële subsidies van de provincie Hubei, de gemeentelijke overheid van Wuhan en de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie.
Het team van Zhang heeft ook een haalbare chemische syntheseroute voor kinsenoside volledig opgezet. “Deze doorbraak overbrugt de kloof tussen de traditionele Chinese geneeskunde en de westerse farmaceutische chemie.”
Zhang legde uit dat geëxtraheerd kinsenoside een zuiverheid van meer dan 99,5% bereikt, waardoor het in aanmerking komt voor ontwikkeling als een chemisch medicijn of als een modern traditioneel Chinees medicijn. De kinsenosidetabletten die als chemisch medicijn naar klinische onderzoeken gaan, bevatten 99,5% zuivere kinsenoside. Zijn team ontwikkelt ook klasse 1 innovatieve TCM-geneesmiddelen en gezondheidsvoedingsformuleringen met behulp van gestandaardiseerde actieve fracties geïsoleerd uit Anoectochilus roxburghii. “We hebben er het volste vertrouwen in dat deze producten de patiënten zo snel mogelijk zullen bereiken.” Toen Shen Shaorong het nieuws hoorde dat kinsenosidetabletten aan klinische proeven zouden deelnemen, uitte hij zijn diepe opwinding: “We hebben een volledig decennium op deze mijlpaal gewacht.”
Tijdens meerdere interviews verwees Zhang herhaaldelijk naar Tu Youyou en artemisinine. "Uitzonderlijke medicinale verbindingen veranderen de resultaten van de gezondheidszorg; één medicijn kan zelfs een hele ziekte uitroeien, net zoals artemisinine malaria als een grote mondiale bedreiging heeft geëlimineerd. Als ik tijdens mijn leven een of twee genezende nieuwe farmaceutische middelen kan ontwikkelen, beschouw ik mijn carrière als voltooid."
Verslaggevers: Yang Jiafeng, Tian Qiping, Changjiang Daily
Correspondent: Wang Xiaoxiao
Noot van de redactie
