Zuid-Afrikaanse onderzoekers ontdekken zeldzame alkaloïden in Cannabisbladeren

We wisten al van alcaloïden in Cannabis. Onderzoekers van de Universiteit van Stellenbosch (SU) in Zuid-Afrika hebben echter een zeldzame klasse van fenolische verbindingen, flavoalkaloïden genaamd, geïdentificeerd in Cannabisbladeren, een primeur in de wetenschappelijke literatuur. De ontdekking, gepubliceerd in het Journal of Chromatography A, werpt een nieuw licht op de chemische complexiteit van de plant en het potentieel voor biomedisch onderzoek naast cannabinoïden.

Onder leiding van Dr. Magriet Muller, een analytisch chemicus aan het Centrum voor Analyse van de Universiteit van Stellenbosch, analyseerde het team drie commerciële Cannabisvariëteiten die in Zuid-Afrika worden gekweekt, een Cape Cookie, een CBG en een Blue Sky, van producent Cannsun Medicinals.

Met behulp van geavanceerde tweedimensionale vloeistofchromatografietechnieken en high-resolution mass spectrometry identificeerden ze 79 fenolverbindingen, waarvan er 25 nog nooit eerder in Cannabis waren gerapporteerd. Hiervan werden er 16 voorlopig geïdentificeerd als flavoalkaloïden, voornamelijk geconcentreerd in de bladeren van één variëteit, Blue Sky.

Een zeldzame groep verbindingen

Fenolische verbindingen zoals flavonoïden zijn welbekend in de farmaceutische wereld om hun antioxidant, anti-inflammatoire en anti-carcinogene eigenschappen. flavoalkaloïden zijn echter uitzonderlijk zeldzaam in de natuur.

“De meeste planten bevatten zeer complexe mengsels van fenolische verbindingen, en terwijl flavonoïden wijdverspreid zijn in het plantenrijk, zijn flavoalkaloïden zeer zeldzaam in de natuur,” legt Dr. Muller uit.

De onderzoekers hadden niet verwacht een dergelijke variabiliteit in fenolprofielen te vinden tussen slechts drie variëteiten, of zoveel niet eerder opgenomen verbindingen te ontdekken.

“We weten dat Cannabis extreem complex is, het bevat meer dan 750 metabolieten, maar we hadden een dergelijke variatie niet verwacht… vooral omdat het eerste bewijs van flavoalkaloïden in Cannabis erg opwindend was,” aldus Muller.

De analyse bevestigde ook dat Cannabisbladeren, vaak beschouwd als afval bij commerciële productie, een rijke en unieke chemische samenstelling van niet-cannabinoïden bezitten. Deze ontdekkingen zouden nieuwe perspectieven kunnen openen voor het gebruik ervan in de farmaceutische en cosmetische industrie, waar fenolische extracten al gewaardeerd worden om hun biologische eigenschappen.

Hoge-resolutie chemie achter de ontdekking

Om deze nieuwe moleculen te ontdekken, gebruikte het SU team een state-of-the-art chromatografische methode bekend onder de kleine naam HILIC × RP-LC-UV-HR-MS. Deze tweedimensionale benadering maakt een extreem fijne scheiding mogelijk van verbindingen die elkaar anders zouden overlappen in een standaardanalyse.

Volgens Professor André de Villiers, Mullers scriptiebegeleider en co-auteur van het onderzoek, “stelden de uitstekende prestaties van tweedimensionale vloeistofchromatografie ons in staat flavoalkaloïden te scheiden van de veel overvloediger flavonoïden, waardoor we deze zeldzame verbindingen voor het eerst in Cannabis konden detecteren”.

Deze methode, die eerder werd toegepast op rooibosthee, druiven en wijn, is opmerkelijk effectief gebleken bij het karakteriseren van de polaire fenolverbindingen in Cannabis. Het onderzoek onthulde opmerkelijke verschillen tussen de drie geteste variëteiten, elk met een eigen fenolisch profiel. De ene was rijker aan C-geglycosyleerde flavonen zoals orientine en vitexine, terwijl een andere een hoger gehalte acetine di-glycoside derivaten had.

Het bereik van cannabisonderzoek vergroten

Hoewel de meeste wetenschappelijke inspanningen zich van oudsher hebben gericht op cannabinoïden, in het bijzonder THC en CBD, toont dit onderzoek aan dat andere klassen van verbindingen een belangrijke therapeutische waarde kunnen hebben.

“Onze analyse benadrukt opnieuw het medicinale potentieel van cannabisplantmateriaal, dat momenteel als afval wordt beschouwd”, zegt professor de Villiers. “Cannabis heeft een rijk en uniek niet-cannabinoïde fenolprofiel, dat relevant zou kunnen zijn vanuit het oogpunt van biomedisch onderzoek.”

De flavoalkaloïden, die nog maar gedeeltelijk gekarakteriseerd zijn, vormen nu een nieuwe grens voor wetenschappers die het volledige potentieel van cannabis afgeleide moleculen willen begrijpen.