Endophytic fungi of Vinca minor: exploring species and biochemical diversity

Aanwezigheid endofytische schimmels vaststellen en hun rollen begrijpen.

Endofytische schimmels zijn nog steeds een relatief onderbelichte groep micro-organismen met een nog grotendeels niet onderzocht potentieel aan metabolieten. In dit proefschrift richt Ting He zich op de endofytische schimmels van geneeskrachtige planten. Deze organismen hebben de aandacht van onderzoekers in het veld getrokken vanwege hun veelbelovende potentie als bron van nieuwe bioactieve verbindingen. Ze richt zich met name op Vinca minor (kleine maagdenpalm), behorend tot de familie Apocynaceae, en die bekend staat om zijn decoratieve en geneeskrachtige eigenschappen. Deze plant, inclusief endofyten, maakt een breed scala aan vinca-alkaloïden met neuroprotectieve en antioxidante bioactiviteiten.

Ting He: ‘In de volksgeneeskunde werden V. minor extracten gebruikt voor de behandeling van hypertensie, winderigheid, misselijkheid, en als bloedstelpend en samentrekkend middel, en voor de behandeling van tandpijn en slangenbeten. Er zijn meer dan 50 indol-alkaloïden geëxtraheerd en geïsoleerd uit V. minor. De belangrijkste alkaloïde, vincamine, is een bekende neuroprotector en cerebrale vasodilatator, die veelvuldig wordt gebruikt in de farmaceutische industrie.

Tot op heden blijft het endosfeer-microbioom van V. minor grotendeels onontgonnen, waardoor het interessant is de diversiteit van en de bijdrage aan natuurlijke producten van deze endofytische schimmels te onderzoeken. Daarom hebben wij ons gericht op het verkennen van de taxonomische diversiteit van endofytische schimmels geassocieerd met V. minor, op basis van zowel kweekonafhankelijke als kweekafhankelijke methoden. Speciale focus is geweest op het onderzoeken van hun bioactieve producten.

In het onderzoek naar plantenmicrobiomen komen drie fundamentele vragen steeds naar voren: (i) Wie is aanwezig en waarom?(ii) Hoe komen ze daar en blijven ze daar? (iii) Kunnen we ze effectief manipuleren? Voor endofytische schimmels ligt de nadruk in onderzoek voornamelijk op de eerste vraag: hun aanwezigheid vaststellen en hun rollen begrijpen. Ondanks meer dan een eeuw aan onderzoek zijn endofytische schimmels nog steeds relatief onderbelicht. Met ongeveer 300.000 bekende hogere plantensoorten op aarde, die elk één of meer soorten endofytische schimmels herbergen, wordt geschat dat het aantal soorten endofytische schimmels bijna een miljoen kan bedragen. Toch is slechts 5% van deze schimmelsoorten tot nu toe beschreven. Door het beperkte onderzoek naar endofytische schimmels blijft een groot deel van hun potentieel onbenut. 

In dit proefschrift hebben we kweekafhankelijke methoden gebruikt om endofytische schimmels uit V. minor te isoleren en te karakteriseren, en hebben we nieuwe kweekonafhankelijke methoden ontwikkeld om de diversiteit en functie van endofytische schimmels in V. minor te onderzoeken. Dit werk legt een belangrijke basis voor het aanpakken van de drie bovengenoemde hoofdvragen, met een bijzondere focus op de kernvraag: Wie is aanwezig en waarom? Hoewel we deze vraag nog niet definitief konden beantwoorden, zal lopende onderzoek in onze groep uiteindelijk meer inzichten verschaffen in de factoren die de samenstelling van endofytische schimmelgemeenschappen binnen V. minor bepalen.

Tot slotte is de ontdekking van nieuwe natuurlijke producten of nieuwe antibiotica uit endofytische schimmels van cruciaal belang in het tijdperk van toenemende antibioticaresistentie. We raden ten zeerste aan om bredere strategieën te integreren, zoals genoom-mining, metagenoom-mining en de toepassing van kunstmatige intelligentie, om het enorme potentieel van endofytische schimmels te ontsluiten via een combinatie van cultuurafhankelijke en cultuuronafhankelijke benaderingen. Wij zijn ervan overtuigd dat inspanningen om het enorme, nog onontgonnen reservoir van endofytische schimmels te verkennen, de landbouw, farmaceutisch onderzoek en andere gerelateerde vakgebieden enorm zullen bevorderen.’