Malaria- und Krebsmedikamente aus kamerunischen Pflanzen
Die moderne Medizin, wie wir sie heute kennen, hat sich so rasant weiterentwickelt, dass wir manchmal vielleicht vergessen, wie jung sie noch ist. Traditionelle Phytopharmaka hingegen gibt es schon seit mehreren Jahrhunderten, und sie basieren auf Substanzen, die sich bereits seit Jahrtausenden erfolgreich an Umweltbedrohungen angepasst haben. So weit diese beiden Bereiche auf den ersten Blick auch voneinander entfernt scheinen, so einfach sind sie doch miteinander zu verknüpfen: nötig sind dazu nur gründliche wissenschaftliche Studien und ein Arzneimittelentwicklungsprozess, bei dem die Vorteile dieser Rohmaterialien erhalten bleiben. Professor Jean-Claude Ndom ist einer der vielen Forscher, die genau dieses Bindeglied zwischen der modernen Medizin und ihrem traditionellen, pflanzenbasierten Pendant verkörpern. Mithilfe von Fördermitteln im Rahmen des Projekts PLANTMEDS (Potential Antimalarial and Anticancer Lead Compound Discovery from Cameroonian Medicinal Plants) widmete er sich in Kamerun zwei Jahre lang dem Vorhaben, anti-Malaria-aktive und anti-Krebs-aktive Moleküle zur Entwicklung neuer Arzneimittel aus Pflanzen zu identifizieren. „Eine ganze Reihe von pflanzlichen Molekülen zeigt erstaunlich vielfältige bioaktive Eigenschaften – und zwar nicht nur bei Bedrohungen für die Pflanze selbst, sondern auch im Hinblick auf Malaria, mehrere Krebsarten und weitere Erkrankungen des Menschen“, erklärt er. „Als eines der biologisch vielfältigsten Ökosysteme der Welt ist der Regenwald von Kamerun eine ausgezeichnete Quelle für solche neuartigen molekularen Strukturen und bioaktiven Substanzen aus pflanzlichem Material.“ Die Menschen in Kamerun verwenden Regenwaldpflanzen bereits seit der Frühzeit in medizinischen Rezepten, die über Hunderte von Jahren durch Ausprobieren entstanden – und manche davon, wie Rutaceae und Simaroubaceae, werden traditionell zur Behandlung von Malaria und Krebs verwendet. Durch seine Forschungsarbeit wollte Professor Ndom gemeinsam mit seinem Team den Nutzen dieser Pflanzen belegen, um die Aufmerksamkeit der Pharmaindustrie zu gewinnen. „Etwa 137 Pflanzen aus 48 Familien, die von traditionellen Heilern eingesetzt werden, sind noch nie auf ihre vermeintlichen antimalarischen Eigenschaften untersucht worden. Ähnlich sieht es bei Pflanzen mit angeblicher anti-Krebs-Wirkung und Pflanzen zur Behandlung von bakteriellen Infektionen aus“, merkt Prof. Ndom an. „Die europäische Pharmaindustrie konzentrierte sich stattdessen auf synthetische Chemie und Hochdurchsatz-Screening (High-Throughput-Screening, HTS) und ist damit gescheitert.“ Durch dieses Scheitern und die stetig zunehmende Arzneimittelresistenz ist es zu einem Paradigmenwandel hin zu natürlichen Produkten gekommen. Auch PLANTMEDS war an dieser Entwicklung beteiligt: Die Forscher befragten traditionelle Heiler, sammelten Pflanzen und extrahierten ihre aussichtsreichsten Substanzen durch chromatographische Verfahren der Säulenchromatographie und Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) unter Zuhilfenahme von Anti-Malaria-/Anti-Krebs-Bioassays. „Nach ihrer Isolierung werden die Reinsubstanzen anhand verschiedener spektroskopischer Methoden einer strukturellen Charakterisierung unterzogen; anschließend werden mit humanen Zelllinien Bioaktivitätsassays in Kombination mit einer toxikologischen Bewertung durchgeführt; aussichtsreiche Substanzen werden semisynthetischen Kopplungsreaktionen mit Bioassays/Toxizitäts-Assays unterzogen, um die molekularen Eigenschaften (höhere Aktivität, geringere Toxizität) zu verbessern; und zuletzt erfolgt eine Bewertung der Struktur-Wirkungs-Beziehung (Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR), um die identifizierten Leitsubstanzen für pharmazeutische Vorformulierungs- und Formulierungsstudien auszuwählen.“ Die Ergebnisse waren vielversprechend. Die aus der Stammrinde der Citrus reticulata gewonnenen Substanzen erzielten synergistische Wirkungen bei mindestens zwei Krebsarten: Eines der Extrakte zeigte eine signifikante Wirkung gegen die Brustkrebszelllinie MCF7, und bei einer chromatographischen Fraktion ergaben sich extrem niedrige Werte für die mittlere inhibitorische Konzentration gegen die humane Lungenadenokarzinom-Zelllinie A549, die humane Brustadenokarzinom-Zelllinie MCF7 und die humane kaukasische Prostataadenokarzinom-Zelllinie PC3. „Wichtig ist hier, dass Assays mit einer normalen humanen Zelllinie auf eine sehr geringe Toxizität dieser chromatographischen Fraktion hindeuteten“, betont Prof. Ndom. Das Projekt selbst wurde zwar Ende 2016 abgeschlossen, doch das Team hat seine Arbeit fortgesetzt und in diesem Rahmen insbesondere Anti-Malaria-Tests für Bestandteile der Hannoa ferruginea durchgeführt. Des Weiteren planen die Wissenschaftler, anhand von Mischungen aus sieben Verbindungen aus der aktiven Stammrindenfraktion der Citrus reticulata, die chemische Zusammensetzung mit der höchsten Aktivität und der geringsten Toxizität nachzuweisen. „Die aussichtsreichsten Kompositionen werden dann mit aktuellen Medikamenten gegen Lungen-, Brust- und Prostatakrebs in verschiedenen Mischungen kombiniert, um diejenigen mit der höchsten Aktivität/geringsten Toxizität in vitro zu identifizieren. „Im Anschluss daran werden die vielversprechendsten Arzneimittelkandidaten durch eine Bewertung der akuten/chronischen Toxizität an Tiermodellen ermittelt und, nach einer erfolgreichen in-vivo-Bewertungsphase, für klinische Studien ins Auge gefasst“, so Prof. Ndom.
Schlüsselbegriffe
PLANTMEDS, Kamerun, Regenwald, Phytopharmaka, Krebs, Malaria, Substanzen, Wirkstoffe, Hannoa ferruginea, Citrus reticulata