Examination, Identification and Characterization of Bioactive Compounds Found in the Liver and Venom sac of Chimaera monstrosa

Abstract

The liver oil from C. monstrosa (rat fish) has traditionally been used as a natural remedy in the area around Skagerrak, since it is believed to have a wound healing and analgesic effects. On its back the rat fish carries a vigorous venom spine connected to glandular cells, which secrets toxins. A previous study shows that extract from the liver and venom glands had a cytotoxic activity on A. nauplii and antibacterial activity on S. aureus. The aim of this study was therefore to investigate the bioactivity of extracted compounds and to make a second step towards identifying there character and structure. Bioactive substances where isolated, purified and further examined with bioactivity assays, LC-MSMS and NMR. Bacteria assays showed that extracts from the liver and venom glands had antibacterial activity on both S. aureus and E. coli at the concentration 7 µg/ml, and that an isolated pure substance with the mass 479 had an antibacterial activity at the concentration 40 µM. This substance is therefore an interesting antibiotic candidate. A suggested structure of the substance 479 was assembled using NMR and LC-MSMS. An Artemia assay showed that that extracts from the liver and venom glands had a cytotoxic activity at the concentration 0.2 mg/ml. The effect was lethal at the concentration 2 mg/ml and paralytic at 0.2 mg/ml. Subparts of a substance with the mass 637 were also assembled using NMR and LC-MSMS. This substance might be partly responsible for the cytotoxic activity seen in the extracts from the liver and venom glands. The antibacterial and cytotoxic compounds found in the liver and venom extracts of the fish may form part of the solution to the search for new biocides and analgesic drugs. Therefore, the examination of these need to continue until they are completely identified and described.

Popular Abstract (Swedish)

Ny antibiotikakandidat upptäckt i levern hos djuphavsfisken Havsmus

Två tidigare okända ämnen med antibiotisk aktivitet har renats fram ur havsmusens lever. I havsmusens lever och giftblåsa har också ämnen med toxiska aktiviteter hittas. Dessa substanser kan vara av intresse för framtagning av smärtstillande och bakteriedödande läkemedel.

Penicillinet upptäcktes för 100 år sedan av Alexander Fleming. Upptäckten revolutionerade medicinen och ledde till att man kunde bota många sjukdomar som tidigare inte gick att behandla. Sedan antibiotika började användas har de tyvärr överkonsumerats i stora delar av världen. Detta har lett till att många bakterier har börjat utveckla resistens mot flera vanliga antibiotiska preparat. I vissa fall finns det idag inga antibiotika som kan behandla sjukdomar orsakade av sådana multiresistenta bakterier. Varje år dör runt 50 000 mäniskor i Europa och USA på grund av multiresistenta bakterier och situationen är ännu mer kritisk i utvecklingsländer. Det är därför av största vikt att nya antibiotika tas fram som kan möta detta växande problem.

I mitt mastersarbete identifierade jag två nya substanser som stoppar tillväxten av bakterien Staphylococcus aureus. Denna bakterie av familjen Stafylokocker ingår i vår hudflora, men den ligger också bakom de flesta infektioner vi får i sår och bölder. Det är en variant av denna bakterie som har utvecklat resistens mot penicillin och som orsakar stora hygieniska problem på våra sjukhus och vårdinrättningar.
De två substanserna hittades i levern från den mycket spännande djuphavsfisken havsmus, Chimaera monstrosa. Fisken som är närbesläktad med hajar och rockor är rödlistad, men är fortfarande relativt vanligt förekommande utanför Sveriges västkust. Havsmusens leverolja har under en lång tid använts som en naturmedicin i fiskarsamhällen längs Bohusläns kust. Leveroljan har bland annat applicerats på sår för att läka infektioner och lindra smärta. Flera naturmediciner runt om i världen har visat sig innehålla ämnen med bevisad medicinsk aktivitet som kunnat användas som läkemedel. Därför var det befogat att undersöka Havsmusens lever för att se om och i så fall vilka substanser i levern som kunde tänktas ha antibiotisk effekt.

Havsmusen har en gifttagg kopplad till körtlar som utsöndrar toxiner, gifter. Toxiner är oftast väldigt aktiva molekyler som har stor påverkan på människors biokemi, det vill säga på de kemiska reaktioner som tillsammans får våra kroppar att fungera som de ska. Eftersom toxiner kan påverka vår biokemi är det populärt bland forskare att hitta någon medicinska användningsområden för dessa gifter som påträffas i naturen. Till exempel används toxiner ifrån ormar, spindlar och konsnäckor idag för att behandlar smärta och neurologiska sjukdomar. I Havsmusen lever och giftblåsa hittade jag ämnen med toxisk aktivitet som sannolikt härrör från havmusens egna toxiner. Dessa substanser kan vara av intresse för framtagning av bland annat antibiotika och smärtstillande läkemedel.

• author: Ramm, Ingrid
• supervisor: Björn Bergenståhl; Ulf Göransson
• organization: Food Technology and Nutrition (M.Sc.)
• course: KLGM15 20181
• year: 2019
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: pharmaceutical technology, läkemedelsteknologi
• language: English
• id: 8972287
• date added to LUP: 2019-04-11 14:38:26
• date last changed: 2019-04-11 14:38:26