Cannflavines in wietplanten – chemie, biologische activiteiten en medicinale potentie

Cannabis, een plant die al duizenden jaren door de mensheid wordt gewaardeerd, is meer dan alleen een bron van vezels en psychoactieve stoffen. De wietplant herbergt een breed scala aan chemische verbindingen, waaronder de minder bekende maar veelbelovende cannflavines, die uitsluitend te vinden zijn in cannabis. Onze expert Peter Vermeul over de potentie van deze cannabisverbindingen.

Deze specifieke groep flavonoïden heeft unieke chemische eigenschappen en vertoont diverse biologische activiteiten die hen tot interessante kandidaten maken voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische middelen.

In dit artikel duiken we diep in de wereld van cannflavines, hun aanwezigheid in de plant, hun chemische en biologische eigenschappen, en hun potentieel in de geneeskunde.

Wat zijn cannflavines?

Cannflavines behoren tot de flavonoïden, een klasse van polyfenolische verbindingen die wijdverspreid zijn in het plantenrijk en bekend staan om hun antioxidante, ontstekingsremmende en antikanker eigenschappen.

Wat cannflavinen bijzonder maakt, is hun chemische structuur, die verrijkt is met prenyl- of geranylgroepen.  Deze structuren onderscheiden hen van andere flavonoïden en dragen bij aan hun unieke biologische activiteiten.

Tot op heden zijn vier cannflavines geïdentificeerd in de cannabisplant:

• Cannflavine A – Het meest voorkomende en best bestudeerde type.
• Cannflavine B – Een structureel vergelijkbare verbinding met cannflavine A, maar met subtiele verschillen in chemische bindingen.
• Cannflavine C – Minder overvloedig,  maar ook biologisch actief.
• Isocannflavine B – Een isomeer van cannflavine B met een andere plaatsing van de prenylgroep.

Lokalisatie en hoeveelheid van cannflavines in de cannabisplant

Cannflavines worden in verschillende delen van de cannabisplant geproduceerd,  maar hun aanwezigheid en concentratie variëren afhankelijk van het weefsel en de groeifase van de plant. De belangrijkste bevindingen over de distributie van cannflavines in de plant zijn als volgt:

[foto: Shutterstock]

Cannabisbladeren

Cannabisbladeren bevatten de hoogste concentratie aan flavonoïden, inclusief cannflavines. Het totale flavonoïdengehalte in bladeren kan oplopen tot ongeveer 1% van het droge gewicht van het blad, waarvan cannflavines slechts een klein percentage uitmaken.

De concentraties variëren afhankelijk van de omgeving en groeicondities, maar over het algemeen zijn cannflavines A en B de meest voorkomende.

Bloeiwijzen

De vrouwelijke bloeiwijzen (bloemen) van de cannabisplant bevatten ook cannflavines, zij het in veel lagere concentraties dan in de bladeren. De concentratie in de bloeiwijzen wordt geschat tussen 0,07% en 0,14% van het droge gewicht.

Dit maakt bloeiwijzen een minder rijke bron van cannflavines in vergelijking met bladeren.

Wortels en zaden

Hoewel flavonoïden in mindere mate aanwezig zijn in wortels en zaden, kunnen sporen van cannflavines hier ook worden gedetecteerd. Het is echter onwaarschijnlijk dat deze weefsels worden gebruikt als primaire bronnen voor de extractie van cannflavinen vanwege hun zeer lage concentratie.

Ontkiemende zaden

Interessant is dat bij het ontkiemen van cannabiszaden de productie van cannflavine A en B relatief hoog is. Zelfs bij de afwezigheid van cannabinoïden kan dit feit mogelijk worden benut voor de productie van cannflavines in gecontroleerde omstandigheden. En het maakt cannabis “microgreens” tot een echte superfood.

LEES OP MEDIWIETSITE OOK:  Het ultieme superfood: hennep-microgreens ofwel hennepspruiten!

[foto: Shutterstock]

Chemische synthese

Vanwege de lage natuurlijke concentraties van cannflavines in de plant, is chemische synthese een aantrekkelijk alternatief om deze verbindingen in voldoende hoeveelheden te produceren. Chemische synthese biedt verschillende voordelen, zoals de mogelijkheid om cannflavines in grote hoeveelheden en met hoge zuiverheid te produceren.

Bovendien kunnen via synthetische routes varianten van cannflavines worden ontwikkeld met potentieel verbeterde biologische activiteiten. Een voorbeeld hiervan is de regio-selectieve synthese van cannflavine B en isocannflavine B, die is uitgevoerd om grotere hoeveelheden van deze verbindingen beschikbaar te maken voor onderzoek.

Therapeutische mogelijkheden van cannflavines

De interesse in cannflavines is grotendeels te danken aan hun potentieel om een breed scala aan biologische processen te beïnvloeden. Hier zijn enkele van de meest veelbelovende therapeutische eigenschappen die zijn ontdekt.

Ontstekingsremmende eigenschappen

Cannflavines, met name cannflavine A en B, hebben krachtige ontstekingsremmende eigenschappen laten zien.

Ze werken door de biosynthese van prostaglandine E2 (PGE2), een belangrijke ontstekingsmediator, te remmen. Dit effect wordt bereikt door de remming van microsomale prostaglandine E-synthase-1 en 5-lipoxygenase, enzymen die betrokken zijn bij ontstekingsprocessen.

Wat cannflavines bijzonder maakt, is dat ze deze ontstekingsremmende effecten bereiken zónder de bijwerkingen die vaak gepaard gaan met traditionele ontstekingsremmers zoals niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen (NSAID’s).

Neuroprotectieve effecten

Neurodegeneratieve aandoeningen zoals Alzheimer en Parkinson worden gekenmerkt door progressieve neuronale schade en ontsteking.

Cannflavine A heeft veelbelovende neuroprotectieve eigenschappen getoond door de vorming van amyloïde β-fibrillen te remmen, een van de sleutelfactoren in de ontwikkeling van Alzheimer.

Dit beschermende effect suggereert dat cannflavines kunnen worden ingezet als therapeutische middelen tegen neurodegeneratieve ziekten.

Antikanker activiteiten

Onderzoek wijst uit dat cannflavines ook antikanker eigenschappen hebben. In laboratoriumstudies hebben Cannflavin A en B aangetoond de groei van kankercellen te kunnen remmen, inclusief cellijnen van lever- en darmkanker.

Daarnaast hebben deze verbindingen het vermogen om apoptose (geprogrammeerde celdood) te induceren in chemo-resistente borstkankercellen, wat suggereert dat ze kunnen helpen bij het overwinnen van resistentie tegen conventionele chemotherapie.

Werking bij pancreaskanker

Isocannflavine B, een isomeer van cannflavine B, heeft in onderzoeken bijzonder veelbelovende resultaten laten zien in de behandeling van pancreaskanker.

Deze verbinding induceert apoptose in alvleesklier-kankercellen en vertraagt de progressie van tumoren, zowel lokaal als metastatisch. In diermodellen werd bovendien aangetoond dat isocannflavine B de overlevingstijd van muizen met pancreaskanker verlengt.

Dit benadrukt het potentieel van cannflavines als een waardevolle aanvulling in de strijd tegen moeilijk te behandelen vormen van kanker zoals pancreaskanker.

Synergie met chemotherapie

Cannflavines kunnen mogelijk synergetisch werken met bestaande chemotherapeutische middelen zoals gemcitabine en cisplatine, waardoor hun effectiviteit wordt verhoogd en de toxiciteit mogelijk wordt verminderd. Dit opent de deur naar combinatietherapieën die effectiever en beter verdragen worden door patiënten.

Antivirale en anti-parasitaire activiteiten

Cannflavine A heeft in silico-onderzoeken veelbelovende remmende effecten getoond tegen virussen zoals HIV, herpes en het Zika-virus.

Deze resultaten suggereren dat cannflavines kunnen dienen als basis voor de ontwikkeling van nieuwe antivirale middelen. Daarnaast hebben cannflavines ook anti-parasitaire activiteiten vertoond, bijvoorbeeld tegen leishmania, een parasiet die leishmaniasis veroorzaakt.

Huidveroudering ( glycatie )

Glycatie is een vorm van huidveroudering die nog vaak onderbelicht is. Glycatie is de versuikering van het weefsel waardoor diepe lijnen ontstaan en de elasticiteit van de huid vermindert. Je ziet het en voelt het aan de huid, dat deze harder en stugger wordt.

[foto: Shutterstock]

Meerwaarde van compleet plantenextract: de synergie van cannflavines, terpenen en zuurvormen

Hoewel cannflavines op zichzelf krachtige biologische activiteiten vertonen, is er toenemend bewijs dat een compleet planten-extract (vaak full-spectrum genoemd), waarin alle natuurlijke componenten van de cannabisplant behouden blijven, mogelijk een nóg groter therapeutisch potentieel biedt.

Dit wordt vaak toegeschreven aan het “entourage-effect”, een concept dat suggereert dat de combinatie van verschillende cannabinoïden, terpenen, flavonoïden en andere plantenstoffen een synergetisch effect heeft, wat leidt tot verbeterde therapeutische resultaten.

De complexiteit van de extractie van een compleet plantenextract

Het verkrijgen van een compleet planten-extract dat alle bio-actieve componenten van cannabis – zoals cannflavines, terpenen en zuurvormen van cannabinoïden – omvat is een technisch uitdagend proces.

De extractie moet zeer zorgvuldig worden uitgevoerd, om ervoor te zorgen dat alle actieve stoffen behouden blijven en in hun natuurlijke vorm aanwezig zijn in het eindproduct. Eén van de uitdagingen bij het extraheren van cannflavines, samen met andere belangrijke verbindingen, is hun variërende polariteit en oplosbaarheid.

Cannflavines, zoals veel andere flavonoïden, zijn relatief polaire moleculen, wat betekent dat ze het beste geëxtraheerd worden met polaire oplosmiddelen zoals ethanol of methanol.

Echter, terpenen en cannabinoïden zijn meestal minder polair, waardoor niet-polaire oplosmiddelen zoals hexaan of superkritische CO2 vaak worden gebruikt voor hun extractie.

CBD Spain heeft in 2016 een unieke extractiemethode ontwikkeld waarbij de natuurlijke zuurvormen van cannabinoïden behouden blijven, evenals de delicate terpenen en flavonoïden. Bij deze methoden minimaliseren ze de blootstelling aan hitte en oxidatie, waarbij de natuurlijke vorm van (bijna) alle plant-componenten behouden blijft.

De rol van terpenen

Terpenen zijn aromatische verbindingen die verantwoordelijk zijn voor de kenmerkende geur van cannabis. Ze spelen een cruciale rol in de potentiële medicinale effecten van cannabis.

Terpenen zoals limoneen, myrceen en β-caryofylleen hebben zelf ook ontstekingsremmende, pijnstillende en anxiolytische eigenschappen.

In een compleet planten-extract kunnen terpenen samenwerken met cannflavines om hun biologische activiteit te versterken, bijvoorbeeld door het verbeteren van de opname en biologische beschikbaarheid van de cannflavines in het lichaam.

De belangrijke bijdrage van zuurvormen

Cannabinoïden zoals THC en CBD komen van nature alleen voor in hun zuurvormen, bekend als THCA en CBDA.

Deze zuurvormen zijn biologisch actief en vertonen unieke eigenschappen, die verschillen van hun gedecarboxyleerde vormen (THC en CBD).

CBDA, bijvoorbeeld, heeft krachtige ontstekingsremmende en anti-emetische effecten. Wanneer deze zuurvormen worden behouden in een compleet planten-extract, dragen ze bij aan het algehele therapeutische effect van de cannabisolie (of cremes, capsules e.d.).

Synergie en het entourage-effect

Het entourage-effect benadrukt de synergie tussen verschillende plantaardige stoffen in cannabis. Door cannflavines te combineren met terpenen, zuurvormen van cannabinoïden en andere flavonoïden, kan een volledig planten-extract mogelijk veel effectiever zijn in het bestrijden van ziekten dan geïsoleerde verbindingen.

Dit komt omdat de verschillende componenten in een full-spectrum extract op meerdere biologische routes kunnen inwerken en elkaar kunnen versterken, wat leidt tot een krachtiger en meer gebalanceerd therapeutisch effect.

[foto: Shutterstock]

Uitdagingen in de productie en toekomstige richtingen

Ondanks hun veelbelovende eigenschappen, staan de ontwikkeling en toepassing van cannflavines voor enkele uitdagingen. De lage natuurlijke concentraties in de cannabisplant maken het isoleren van voldoende hoeveelheden moeilijk en zeer kostbaar.

Dit beperkt hun beschikbaarheid voor wetenschappelijk onderzoek en potentiële therapeutische toepassingen. Daarom is er een dringende behoefte aan het optimaliseren van chemische en bio-synthetische methoden om cannflavines op grote schaal en met hoge zuiverheid te kunnen produceren. (FBL-03G )

Daarnaast zijn verdere preklinische en klinische studies noodzakelijk om de veiligheid en effectiviteit van cannflavines in mensen te bevestigen. De preklinische resultaten zijn veelbelovend, maar klinisch onderzoek zal moeten uitwijzen of deze verbindingen inderdaad kunnen worden ingezet als geneesmiddelen.

Conclusie

Cannflavines zijn een fascinerende groep verbindingen met een breed scala aan biologische activiteiten. Hun krachtige ontstekingsremmende, neuroprotectieve, antikanker-, antivirale en anti-parasitaire eigenschappen maken hen tot veelbelovende kandidaten voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische middelen.

LEES OP MEDIWIETSITE OOK:  Zijn cannaflavines de ‘missing link’ in de medicinale cannabis?

De uitdagingen in hun productie kunnen worden overwonnen door verdere optimalisatie van chemische en bio-synthetische technieken, wat de weg zou kunnen banen voor de grootschalige toepassing van cannflavines in de geneeskunde.

Tegelijkertijd biedt een compleet planten-extract met behoud van terpenen, zuurvormen en andere natuurlijke componenten een unieke meerwaarde.

Het synergetische entourage-effect kan leiden tot verbeterde therapeutische resultaten, wat suggereert dat het gebruik van de hele plant in therapeutische toepassingen voordelen biedt die verder gaan dan wat geïsoleerde verbindingen kunnen bieden.

Naarmate het onderzoek naar cannflavines en het entourage-effect vordert, zullen we waarschijnlijk nog meer ontdekken over hun potentieel en hoe ze kunnen bijdragen aan de behandeling van verschillende ziekten. Het benutten van deze kennis kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe, effectieve geneesmiddelen die de kwaliteit van leven van veel patiënten wereldwijd verbeteren.

Peter Vermeul