Doktorsvörn í lyfjafræði - Ana Margarida Pinto e Costa

Þriðjudaginn 18. desember ver Ana Margarida Pinto e Costa doktorsritgerð sína í lyfjafræði við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Leit að sjávarnáttúruefnum úr svömpum og samlífsörverum þeirra. Exploring marine sponges and their associated microorganisms as a source of natural compounds.

Andmælendur eru dr. Olivier Thomas, prófessor í Marine Biodiscovery, School of Chemistry, við National University of Ireland, Galway, og dr. Benjamín Ragnar Sveinbjörnsson, lektor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.

Umsjónarkennari og leiðbeinandi var dr. Margrét Þorsteinsdóttir, prófessor við Lyfjafræðideild og meðleiðbeinandi var dr. Sesselja Ómarsdóttir, prófessor við Lyfjafræðideild. Auk þeirra sátu í doktorsnefnd dr. Elín Soffía Ólafsdóttir, prófessor við Lyfjafræðideild, og dr. Marta Pérez, forstöðumaður við PharmaMar, Madrid, Spáni. 

Dr. Hákon Hrafn Sigurðsson, prófessor og forseti Lyfjafræðideildar, stjórnar athöfninni sem fer fram í Öskju, stofu 132 og hefst kl. 9:00.

Ágrip af rannsókn

Sjávarsvampar og samlífsörverur þeirra framleiða fjölbreytileg og einstök annarstigs efnasambönd. Markmið þessa verkefnis var að rannsaka efnainnihald og lífvirkni náttúruefna úr mismunandi sjávarsvömpum og samlífsörverum þeirra. Í því skyni var  svömpum safnað í hafinu í kringum Ísland og úr Indó-Kyrrahafinu ásamt því að geislagerlum (e.actinomycetes) var safnað af svömpum. Frumu- og bakteríudrepandi áhrif ásamt offituvirkni voru könnuð.

Lífrænir úrdrættir úr íslenskum sjávarsvömpum voru rannsakaðir. Óskautuðu úrdrættirnir innhéldu mikið af fituefnum. Efnagreiningaraðferð með UPLC-QTOF-MS var hámörkuð til að skima fyrir og fjarlægja (dereplication) þekkt náttúruefni til að auka skilvirkni við greiningu á skautuðum úrdráttum. 

Þrjár svamptegundir: Acanthostrongylophora sp., Acanthodendrilla sp. og Acanthostrongylophora ingens sem safnað var í Indó-Kyrrahafinu voru rannsakaðar.

Nýtt haploscleridamín efni og köfnunarefnis-hliðstæðuefnasamband voru einangruð,  tvö ný díterpen efnasambönd með nýrri byggingu voru einangruð. Fimm ný efnasambönd úr bisabólan-efnaflokknum voru einangruð og skilgreind úr svampnum Acanthostrongylophora ingens, ásamt eftirfarandi þekktum efnasamböndunum. Niðurstöður úr lífvirknimælingum sýndu að eitt efni í bisabólan- efnaflokknum hafði frumudrepandi áhrif. Auk þess höfðu þessi bisabólan efnasambönd hamlandi áhrif í offituvirknilíkani í sebrafiskum.

Ný efnasambönd úr flúorvirinín C hópnum, mangrolide og naphthoquinone voru auðkennd í úrdráttum frá Actinomycete. Þessi efnasambönd voru einangruð með aðstoð massagreiningaraðferðar. Niðurstöður sýndu að naphthoquinone hafði bæði krabbameinsfrumuhemjandi áhrif og bakteríuhemjandi áhrifa gegn Staphylococcus aureus.

Niðurstöður verkefnisins sýna að svampar og samlífsörverur þeirra eru rík uppspretta áhugaverðra og fjölbreyttra náttúruefna með mismunandi lífvirkni og því mikilvægt að halda áfram leitinni að nýjum og spennandi efnum úr lífverum í hafinu.  

Abstract

Marine sponges and their microbial associates are known as a prolific source of structurally diverse and unique secondary metabolites. The work aimed to explore these organisms as a source of natural compounds with possible pharmacological applications. Sponge individuals collected in the Icelandic waters and Indo-Pacific Ocean as well as sponge-associated actinomycete strains were used. Cytotoxic, anti-bacterial and anti-obesity activities were tested.

Organic extracts were prepared from the sponges collected in Iceland. The apolar extracts were found to be rich in fatty acids. The UPLC-QTOF-MS method used for dereplication of the present natural compounds was successfully optimized in order to increase efficiency when analyzing polar extracts.

Three sponge specimens collected in the Indo-Pacific Ocean were studied: Acanthostrongylophora sp., Acanthodendrilla sp. and Acanthostrongylophora ingens.

These studies resulted in the isolation of haploscleridamine and a new nitrogenated analog, two spongian diterpenes with novel structures and seven bisabolane related compounds, five with new structures. The bioactivity studies pointed one of the isolated bisabolane-related compound as a moderate cytotoxic. Bisabolane-related compounds also demonstrated to have anti-obesity potential based on the zebrafish Red Nile assay.

The actinomycete strains were found to produce new group C fluvirucinins and a known mangrolide and naphthoquinone. Those compounds were obtained through mass spectrometry-guided isolation. Naphtoquinone was shown to have both strong cytotoxic activity and anti-bacterial activity against Staphylococcus aureus.

The studied marine sponges and actinomycete strains resulted in several known and new compounds with valuable bioactivities. Marine sponges demonstrated, once again, to be a tremendous source of bioactive natural compounds.

Um doktorsefnið

Ana Margarida Pinto e Costa er fædd árið 1988 í Portúgal, en flutti til Íslands árið 2014. Hún lauk BS-prófi í lífefnafræði frá Háskólanum í Trás-os-Montes and Alto Douro árið 2008 og MS-prófi í umhverfis-eiturefnafræði frá Háskólanum í Porto árið 2010. Frá 2010-2013 starfaði hún sem vísindamaður hjá CIIMAR í Porto í Portúgal. Margarida er dóttir José Albino Costa, tækniteiknara, og Adília Maria Pinto de Carvalho, aðstoðarmanns lögmanna.