Bioprospektering av marina ryggradslösa djur

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202111174064
Title: Bioprospektering av marina ryggradslösa djur
Author: Rosqvist, Linn
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021
Language: swe
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202111174064
http://hdl.handle.net/10138/336464
Thesis level: master's thesis
Degree program: Proviisorin koulutusohjelma
Master's Programme in Pharmacy
Utbildningsprogrammet för provisorexamen
Specialisation: Farmaseuttinen biologia
Pharmaceutical biology
Farmaceutisk biologi
Abstract: Marine invertebrates are a good and relatively unexplored source of bioactive compounds. These bioactive secondary metabolites can have unique structures and mechanisms of actions, since they are produced by organisms, which means their structures are not limited by the fantasy of chemists. Therefore, bioactive secondary metabolites isolated from marine invertebrates are attractive for drug development. Still, there are challenges regarding bioprospecting marine invertebrates. For example, the amount of material is limited and the environment as well as the biodiversity has to be taken into account when gathering the organisms. The aim of this thesis was to perform the first steps of bioprospecting marine invertebrates; extraction, fractionisation, analysis of bioactivity and identification of bioactive metabolites. The samples used in the experiment, gathered from three different locations, were of the sponge Caulophacus arcticus. The goal was not only to identify one or more bioactive metabolites for eventual further analysis, but also to compare the bioactivity of the samples gathered from different locations. The fractionisation was performed using flash fractionisation, which resulted in eight fractions of each extract. These fractions were tested for anticancer, antibacterial and biofilm inhibiting properties. The bioactivity of the fractions was analysed by performing cell viability assays (MTS assays) on four cell lines, antibacterial growth inhibition assays on five strains of bacteria and biofilm inhibition assays on biofilm of S. epidermidis. The active fractions, the fraction right before and after them and the corresponding fractions of the two other samples were further analysed using UHPLC-HR-MS, in order to identify eventually bioactive compounds and determine the elementary composition of these compounds. The most interesting fractions, from which one or more bioactive compounds were to be identified first, were prioritised based on the bioactivity assays. One compound, which was identified as potentially bioactive with a potentially novel elementary composition, was chosen as a target compound for further analysis. Based on the results, it was also possible to draw the conclusion that there were variations as well as similarities in the bioactivity of samples gathered from different locations. Still, further research is needed to determine if the bioactivity of the same fractions from different samples was caused by the same compounds or not. Even if there are challenges regarding bioprospecting of marine invertebrates, it is still useful to keep studying them in order to find new, bioactive compounds. There is a huge need of new drugs, especially for treating cancer and bacterial infections. Therefore, experiments such as this are relevant also in a bigger perspective. The target compound identified in the experimental part of this thesis might be further analysed in order to determine whether it is bioactive and whether it is profitable to develop it further.Marina ryggradslösa djur är en god och relativt oupptäckt källa till bioaktiva föreningar. Eftersom dessa bioaktiva sekundära metaboliter produceras av organismerna, är deras struktur inte begränsad av kemisters fantasi och kan därför vara helt unika, vilket kan ge föreningarna unika verkningsmekanismer. Detta gör bioaktiva sekundära metaboliter isolerade ur marina ryggradslösa djur attraktiva för läkemedelsupptäckt. Det finns dock även utmaningar med bioprospektering av marina ryggradslösa djur. Bland annat är tillgången på material begränsad och miljön samt biodiversiteten måste beaktas vid insamling av organismer. Syftet med denna avhandling var att utföra de första stegen i bioprospekteringsprocessen av marina naturprodukter; extraktion, fraktionisering, bioaktivitetstestning och identifiering av bioaktiva metaboliter. De analyserade proven kom från svampdjuret Caulophacus arcticus och hade samlats in från tre olika platser. Målet var inte enbart att identifiera en eller flera bioaktiva metaboliter, vilka eventuellt kunde analyseras vidare, utan också att jämföra bioaktiviteten hos fraktioner med ursprung i olika insamlingsplatser. Fraktioniseringen utfördes med hjälp av flashfraktionisering, vilken resulterade i åtta fraktioner av varje extrakt. Dessa fraktioner testades för anticancer-, antibakteriella- samt biofilmshämmande egenskaper. Fraktionernas bioaktivitet analyserades med hjälp av cellviabilitetsanalyser (MTS analyser) på fyra olika cellinjer, antibakteriell växtinhiberingsanalys på fem olika bakteriestammar och biofilmshämmande analys på biofilm av S. epidermidis. De fraktioner som uppvisat aktivitet, fraktionen före och efter dessa samt motsvarande fraktioner i de två andra proven analyserades med UHPLC-HR-MS, för att identifiera eventuellt bioaktiva föreningar samt bestämma dessa föreningars elementärsammansättning. Ur vilka fraktioner en eller flera eventuellt bioaktiva målföreningar intressanta för vidareanalys i första hand skulle identifieras prioriterades på basen av bioaktivitetsanalyserna. En förening, vilken identifierades som eventuellt bioaktiv med eventuellt tidigare icke-identifierad elementärsammansättning, utsågs till målförening för vidare analys. På basen av resultaten kunde det också konstateras att proven insamlade från olika platser både uppvisade en liknande och en varierande bioaktivitet. Om samma föreningar orsakade bioaktivitet i samma fraktioner av olika prover bör dock undersökas närmare innan slutsatser kan dras. Även om det finns utmaningar med bioprospektering av marina ryggradslösa djur, lönar det sig fortsättningsvis att undersöka dessa för att hitta nya bioaktiva föreningar. Det finns ett skriande behova av nya läkemedel speciellt för behandling av cancer och bakterieinfektioner, varför undersökningar som denna är relevanta också ur ett större perspektiv. Fortsatta analyser kommer möjligtvis att utföras på den i denna avhandling identifierade målföreningen, för att avgöra om den var ansvarig för bioaktiviteten och om det lönar sig att vidareutveckla den.
Subject: marina ryggradslösa djur
bioprospektering
bioaktivitetsanalys
identifiering av bioaktiva föreningar


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record