Het team van Fidele Ntie-Kang, hoogleraar farmaceutische chemie aan de Universiteit van Buéa in Kameroen, zoekt inspiratie in de overvloedige biodiversiteit van Afrika, waarbij ze AI gebruiken om honderden natuurlijke verbindingen te screenen.

Als kind in Kameroen had Fidele Ntie-Kang vaak malaria. Hij herinnert zich dat zijn vader zich haastte om antimalariamiddelen zoals Fansidar te halen. “Mijn interesse in natuurlijke medicijnen ontstond op de middelbare school met een arts die ons leerde over de geneeskrachtige planten rond onze campus. Toen ik scheikunde ging studeren, groeide die interesse uit tot een passie voor het vinden van minder giftige behandelingen op basis van de eigen natuurlijke hulpbronnen van Afrika.”

Meer dan folklore

Traditionele medicijnen spelen een cruciale rol in Afrika: meer dan 80 procent van de bevolking vertrouwt erop, aldus Ntie-Kang. “Afrika herbergt meer dan 40.000 unieke plantensoorten, goed voor een kwart van de genetische plantenrijkdom van de wereld. Hiervan worden meer dan 5000 planten gebruikt in de traditionele Afrikaanse geneeskunde. Deze natuurlijke remedies zijn niet alleen folklore. Veel van deze planten bevatten unieke moleculen die effectief worden gebruikt in de moderne geneeskunde, zoals kinine voor malaria en salicylzuur voor aspirine.”

Hij merkt op dat er nog maar weinig systematisch onderzoek werd gedaan door farmaceutische onderzoekers, ondanks de bekende effectiviteit van sommige van deze planten. “De meeste geneeskrachtige eigenschappen van deze planten zijn niet geïsoleerd of bestudeerd en er zijn maar heel weinig moleculen van Afrikaanse natuurlijke producten die tot geneesmiddelen worden ontwikkeld.”

Stroomtekorten

De uitdagingen voor wie dit werk wil doen in Afrika, zijn enorm. “Het ontdekken van medicijnen is van oudsher een complex, duur en tijdrovend proces, waardoor er weinig wordt geïnvesteerd in het onderzoeken van natuurlijke producten uit Afrika. Daarnaast zijn er infrastructurele uitdagingen, zoals frequente stroomtekorten, die we hebben moeten overwinnen door zonnepanelen te installeren om de continuïteit van het onderzoek te waarborgen”, verklaart Ntie-Kang.

“Omdat de wetenschappelijke studie van Afrikaanse natuurlijke verbindingen grotendeels onaangeroerd blijft, zijn kennisdeling en capaciteitsontwikkeling cruciaal voor snelle vooruitgang op dit gebied. Maar visumregels en -vereisten in het Westen maken het moeilijk voor Afrikaanse wetenschappers en studenten om toegang te krijgen tot opleidingen in het buitenland en om samen te werken met internationale partners. Daarom hebben we een online database met natuurlijke verbindingen opgebouwd, die toegankelijk blijft voor onderzoekers over het hele continent.”

Zelfs eenvoudige middelen om onderzoek te doen kunnen moeilijk te verkrijgen zijn, betreurt de onderzoeker. “Het kan weken of maanden duren om reagentia te laten leveren vanuit Europa. Er is ook een vooroordeel tegen het linken van natuurlijke Afrikaanse verbindingen met de ontwikkeling van farmaceutische medicijnen. Het is een zware strijd om potentiële partners en financiers ervan te overtuigen dat Afrika zijn eigen onderzoekscentra voor medicijnen kan hebben en geavanceerd onderzoek kan leveren. Maar we zijn dit aan het overwinnen. We laten ons potentieel zien en publiceren in invloedrijke tijdschriften.”

Miljoenen moleculen screenen

AI is een echte gamechanger. “De conventionele manier om een medicijn te ontdekken, bestaat uit het begrijpen van de structuur van eiwitten in het menselijk lichaam of in een ziekteverwekker en het nauwgezet identificeren van moleculen die zich aan deze eiwitten kunnen binden of er op een gewenste manier mee kunnen interageren. Dankzij machinaal leren en AI kunnen we dit proces drastisch verkorten. De oude aanpak waarbij miljoenen verbindingen virtueel worden gescreend om te zoeken naar een molecule met de juiste interactie met het geneesmiddeldoelwit, kan weken of maanden duren. Met AI kunnen we miljoenen moleculen in minder dan een dag screenen.”

Het onderzoeksteam van Ntie-Kang is bezig met het opzetten van een ultramodern regionaal centrum voor het ontdekken van geneesmiddelen, waar 400 natuurlijke verbindingen van het continent worden gescreend en gebruikt om nieuwe antivirale geneesmiddelen te vinden. “Door gebruik te maken van AI-ondersteunde technieken en samen te werken met een internationaal, interdisciplinair team van biologen, scheikundigen, genetici en computerwetenschappers passen we innovatieve screeningtechnieken toe om natuurlijke verbindingen te identificeren die behandelingen kunnen bieden voor virusziekten zoals covid en hiv.”

Oplossingen van eigen bodem

Het team wil ook  helpen bij de ontdekking van behandelingen voor ziekten die door de farmaceutische industrie wereldwijd worden verwaarloosd. “We bouwen aan een online database van verbindingen die gevonden zijn in Afrikaanse natuurlijke producten: schimmels, planten, koralen en bacteriën. Deze verbindingen zijn toegankelijk voor onderzoekers over het hele continent die op zoek zijn naar moleculen die kunnen worden gebruikt voor de behandeling van veel ziekten, zoals tuberculose en malaria, waaronder ziekten die in het verleden zijn verwaarloosd door de farmaceutische industrie wereldwijd. Denk aan chikungunya, trypanosomiasis, hondsdolheid en schistosomiasis. Iedereen heeft toegang tot alle gegevens, inclusief gratis online tutorials.”

“Door onze eigen natuurlijke en menselijke bronnen aan te boren en nieuwe technologieën zoals AI toe te passen, kunnen we oplossingen van eigen bodem ontwikkelen voor onze uitdagingen in de gezondheidszorg”, verklaart Fidele Ntie-Kang.

“We leggen de basis om ervoor te zorgen dat Afrika’s rijkdom aan natuurlijke plantengeneesmiddelen volledig wordt benut om onze behoeften op het gebied van volksgezondheid aan te pakken en we bewijzen dat Afrika een leider kan zijn in het ontdekken van baanbrekende medicijnen”, besluit hij.

Dit artikel is eerder verschenen bij IPS-partner SciDev.