Kunnen microalgen bijdragen aan een betere gezondheid?

Kan de volgende stap in de preventie van leververvetting uit zee komen? Het project Alga-Care onderzoekt of bioactieve stoffen uit microalgen de lever kunnen beschermen tegen vetophoping, oxidatieve stress en schade. Dit interclusterproject wordt gefaciliteerd door Biovia en De Blauwe Cluster, en kan rekenen op financiële ondersteuning van VLAIO. 

Naar schatting heeft één op de drie Belgen een vette lever. Leververvetting wordt vaak gelinkt aan een ongezonde levensstijl, te weinig beweging en omgevingsfactoren, maar blijft vaak lange tijd onopgemerkt. Wanneer vet zich opstapelt in de lever, kunnen oxidatie en ontstekingen leiden tot fibrose of littekenvorming. Die blijvende schade verhoogt het risico op hart- en vaatziekten, diabetes, nierfalen en leverkanker.

Het goede nieuws is dat leververvetting in een vroeg stadium omkeerbaar is. Precies dat wil Alga-Care onderzoeken met een unieke interdisciplinaire aanpak.

Het nieuwe VLAIO-project Alga-Care onderzoekt of microalgen kunnen bijdragen aan de preventie van leververvetting. Het projectconsortium bestaat uit het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO), de Universiteit Antwerpen en de Vrije Universiteit Brussel (VUB). Gedurende drie jaar gaan de partners op zoek naar bioactieve stoffen die oxidatie in de lever kunnen tegengaan of de samenstelling van vetten in de lever kunnen verbeteren.

Alga-Care werd op 17 april officieel gelanceerd bij ILVO in Oostende. Vlaams minister-president Matthias Diependaele stelde er een nieuwe fotobioreactor van 300 liter voor de kweek van microalgen in gebruik. Met deze installatie kunnen onderzoekers microalgen onder gecontroleerde omstandigheden kweken en bestuderen hoe factoren zoals lichtintensiteit, voedingsstoffen, temperatuur en oxidatieve stress de productie van bioactieve stoffen beïnvloeden.

In totaal wil het project honderden microalgenextracten screenen en de meest veelbelovende stoffen verder evalueren in leverorganoïden en muismodellen met leververvetting.

Microalgen zijn eencellige organismen die op grote schaal kunnen worden gekweekt met behulp van licht en eenvoudige voedingsstoffen. Sommige soorten kunnen ook zonder licht groeien wanneer een koolstofbron wordt toegevoegd. Dat laat onderzoekers toe om te vergelijken hoe verschillende kweekomstandigheden de biochemische samenstelling en het metabolietenprofiel beïnvloeden.

Voor Alga-Care zal ILVO ongeveer tien verschillende soorten microalgen kweken, waaronder soorten die voorkomen in extreme omgevingen.

Net die diversiteit staat centraal in het project. Volgens Robbens richt veel bestaand onderzoek zich op bekende soorten zoals Chlorella en Spirulina, die doorgaans onder standaardomstandigheden worden gekweekt voor biomassaproductie. Alga-Care kiest bewust voor een bredere aanpak.

“Microalgen hebben zich gedurende miljoenen jaren aangepast aan uitdagende omgevingen”, zegt Robbens. “Ze beschikken niet over een immuunsysteem zoals mensen, waardoor ze andere beschermingsmechanismen hebben ontwikkeld. Door blootstelling aan zonlicht, UV-straling en oxidatieve stress produceren ze een brede waaier aan beschermende stoffen. Dat verklaart waarom wij denken dat ze zoveel potentieel hebben voor toepassingen rond menselijke gezondheid.”

ILVO zal de stalen extraheren en chemisch karakteriseren, waarna ze worden gescreend op duizenden bioactieve verbindingen. Het doel is om dat aantal terug te brengen tot ongeveer vijftig veelbelovende stoffen die relevant kunnen zijn voor de preventie van leververvetting. Vervolgens worden deze verder onderzocht in levermodellen van de Universiteit Antwerpen en de VUB.

Aan de Universiteit Antwerpen zullen menselijke levercellijnen worden gebruikt om snel na te gaan of de extracten antioxidatieve eigenschappen hebben en niet toxisch zijn. Aan de VUB worden de stoffen getest in zogenaamde mini-levers: orgaanachtige systemen die worden opgebouwd uit levercellen van muizen en gedurende meerdere weken hun leverfunctie behouden.

Uit één muizenlever kunnen meer dan duizend mini-levers worden gemaakt. Sommige daarvan worden blootgesteld aan een westers dieet met veel suiker en vetten, zodat onderzoekers vetopstapeling, fibrose en leverbeschadiging kunnen nabootsen.

“Deze modellen laten ons toe om veel sneller en met aanzienlijk minder proefdieren verschillende extracten te screenen”, aldus Robbens. “We kunnen een groot aantal stalen testen in een relevant leversysteem en enkel de meest veelbelovende kandidaten verder onderzoeken in dierstudies.”

Alga-Care is een sterk voorbeeld van hoe samenwerking tussen verschillende sectoren innovatie kan versnellen. Het project brengt mariene biotechnologie, biomedisch onderzoek, voeding, nutraceutica en mogelijke toekomstige farmaceutische toepassingen samen.

Het interclusterproject wordt ondersteund door de speerpuntclusters Biovia en De Blauwe Cluster, die het consortium hielpen bij het verwerven van meer dan twee miljoen euro VLAIO-steun.

De Blauwe Cluster brengt expertise in vanuit de blauwe economie, waaronder aquacultuur en algenteelt. Biovia verbindt het project met ziekenhuizen, biomedische bedrijven en gezondheidsinnovatoren die een toekomstige toepassing kunnen helpen realiseren. Daarnaast is ook een gebruikersgroep betrokken met verschillende investeringsmaatschappijen, wat het valorisatiepotentieel van het project onderstreept.

“Voor mij is dit een mooi voorbeeld van hoe verschillende disciplines elkaar kunnen versterken”, zegt Robbens. “Algenproducenten hebben vaak weinig contact met de medische sector, terwijl medische bedrijven doorgaans niet beschikken over de kennis of infrastructuur om microalgen te kweken. De clusters helpen die kloof te overbruggen.”

De interdisciplinaire aanpak kan bepalend zijn voor de uiteindelijke impact van Alga-Care. Als het project veelbelovende stoffen identificeert, moeten onderzoekers ook nagaan hoe die het best kunnen worden toegediend zodat ze de lever effectief bereiken en niet voortijdig worden afgebroken in het spijsverteringsstelsel.

In de laatste projectfase zullen vijf tot tien van de meest veelbelovende extracten of combinaties van extracten worden getest in muizen met leververvetting.

“Het identificeren van bioactieve stoffen is slechts een deel van de uitdaging”, besluit Robbens. “Ze moeten ook effectief werken. Daarom denken we vanaf het begin na over formulering en toedieningsvormen, zodat de stoffen terechtkomen waar ze nodig zijn.”

Na drie jaar hopen de partners te beschikken over een duidelijk proof of concept voor een toekomstig product. Indien een nutraceutische toepassing het meest kansrijk blijkt, kan verdere ontwikkeling nog drie tot vijf jaar duren. Indien het onderzoek leidt tot een geneesmiddel, zal het traject aanzienlijk langer zijn.

Toch blijft Robbens optimistisch over het potentieel van het project:

“Het uiteindelijke doel van Alga-Care is een goed gekarakteriseerde, gerichte stof te ontwikkelen die kan bijdragen aan de preventie of behandeling van leververvetting bij de vele mensen die ermee te maken krijgen.”