Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzliche Wirkstoffe gegen Krebs und Malaria

16.06.2010
Afrikanische Pflanzen aus der Familie der Affodill-Gewächse enthalten interessante Naturstoffe: Einige davon wirken im Laborversuch gegen Malaria-Erreger und Tumorzellen. Professor Gerhard Bringmann von der Universität Würzburg erforscht diese Naturstoffe; er kooperiert dabei mit den Universitäten Johannesburg (Südafrika) und Nairobi (Kenia).

Das afrikanisch-deutsche Forschungsteam hat aus den Pflanzen mehrere potenzielle Wirkstoffe gegen Tumoren und den Malaria-Erreger isoliert und ihre chemischen Strukturen aufgeklärt. Die medizinisch interessanten Stoffe heißen Phenylanthrachinone. Sie kommen zum Beispiel in der Fackellilie (Kniphofia) vor oder in der Bulbine. Beide Pflanzen sind in Afrika heimisch und in Südafrika weit verbreitet. Zuchtformen der Fackellilie gedeihen als Zierpflanzen auch in deutschen Gärten.

Gerhard Bringmann: „Phenylanthrachinone sind eine ganz ungewöhnliche Klasse von Naturstoffen: Die Moleküle bestehen aus zwei Teilen, die über eine Achse miteinander verbunden sind.“ Die Achse kann sich nicht frei drehen, und darum treten die Moleküle in verschiedenen spiegelbildlichen Formen auf, die unterschiedliche Wirkungen haben können.

Aktiv gegen Leukämie und Malaria

Alle Phenylanthrachinone besitzen ein bestimmtes Bauelement, das auch in anderen Anti-Tumor-Wirkstoffen vorkommt. Die Vermutung lag also nahe, dass die Phenylanthrachinone gegen Krebszellen aktiv sein müssten.

„In Labortests zeigten die Stoffe, etwa das Knipholon, zum Teil ganz exzellente Wirkungen gegen bestimmte Leukämiezellen“, so Bringmann. Der Effekt sei durchaus vergleichbar mit dem von Etoposid, einer Substanz, die in der Krebstherapie etabliert ist.

Aufgefallen sind einige der Naturstoffe bei Testreihen im Labor auch dadurch, dass sie gegen den Malaria-Erreger Plasmodium falciparum wirken. Dieser einzellige Parasit befällt im Organismus des Menschen unter anderem die roten Blutkörperchen.

Strukturen aufgeklärt, Synthesen realisiert

Entdeckt wurden die medizinisch interessanten Wirkungen der Phenylanthrachinone im Würzburger Sonderforschungsbereich 630. Dieser hat sich die Erkennung, Gewinnung und funktionale Analyse von Wirkstoffen gegen Infektionskrankheiten zum Ziel gesetzt; Gerhard Bringmann ist sein Sprecher.

Die Würzburger Naturstoffchemiker haben sich in den vergangenen Jahren intensiv damit beschäftigt, die genaue dreidimensionale Struktur der Phenylanthrachinone aufzuklären und sie synthetisch herzustellen. Ein Höhepunkt dieser Arbeiten war die Entdeckung so genannter dimerer Vertreter: In diesem Fall lagern sich zwei Moleküle aneinander. Stolz verweist Bringmann zudem auf die erstmalige Laborsynthese einer ganzen Serie von Knipholon-ähnlichen Wirkstoffen.

„Durch unsere Arbeiten ist die Zahl der bekannten Phenylanthrachinone von fünf auf über 20 gestiegen“, sagt der Würzburger Professor. Doch immer noch seien die Inhaltsstoffe vieler Kniphofia- und Bulbine-Arten gar nicht oder unzureichend erforscht. Das zu ändern, ist ein zentraler Ansatzpunkt des Dreiecksprojektes Johannesburg – Nairobi – Würzburg.

Spezialgebiete der afrikanischen Partner

Die südafrikanischen Partner um Professor Ben-Erik Van Wyk in Johannesburg beschäftigen sich mit der botanischen Verwandtschaft und der taxonomischen Einordnung der Pflanzen – sie gelten auf diesem Gebiet als die Weltexperten schlechthin. Der wechselseitige Austausch mit den Südafrikanern steht noch am Anfang.

Gegenseitige Gastbesuche mit den kenianischen Partnern aus der Gruppe von Professor Abiy Yenesew sind seit längerem etabliert. Die Gruppe will das Wissen aus der traditionellen Volksmedizin und Ergebnisse der pflanzenchemischen Forschung zusammenführen und damit einen Beitrag zur pharmazeutischen Erschließung afrikanischer Heilpflanzen leisten.

Fast 100 Pflanzenarten haben die kenianischen Forscher bislang zusammengetragen und botanisch charakterisiert. Etwa 25 davon haben sie in einem gemeinsamen Projekt, gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), in den Laboratorien in Nairobi und in Würzburg pflanzenchemischen Analysen unterworfen. Dabei wurden unter anderem neue Phenylanthrachinone aus Kniphofia- und Bulbine-Arten entdeckt und strukturell aufgeklärt.

Riesenmolekül mit spannenden Eigenschaften

„Noch lange sind nicht alle Schätze gehoben, die die Affodill-Gewächse für uns parat halten“, sagt Gerhard Bringmann. Laufende Untersuchungen deuten darauf hin, dass die Pflanzen gleich vier Phenylanthrachinon-Moleküle quasi zu einem „Riesenmolekül“ zusammenbauen können. Dieses sei besonders spannend. Wegen seiner speziellen räumlichen Struktur kann es möglicherweise mit Enzymen oder der Erbsubstanz DNA in Wechselwirkung treten – eine günstige Eigenschaft für potenzielle medizinische Anwendungen.

Weiter Weg zu neuen Medikamenten

Der Weg hin zur Entwicklung neuer Medikamente allerdings ist weit und schwierig, zeitaufwändig und kostenintensiv. „Noch ist nicht absehbar, ob die Phenylanthrachinone den Sprung in die pharmazeutische Entwicklung und letztendlich in die klinische Prüfung schaffen werden“, so Bringmann.

Dennoch will der Dreiecksverbund Johannesburg – Nairobi –Würzburg weitere potenzielle Arzneistoff-Kandidaten identifizieren. Solche Kooperationsprojekte sind wichtig: Seit Jahren stagniert laut Bringmann die Zahl der neu zugelassenen Medikamente, obwohl der Bedarf an neuen Wirkstoffen und Therapiekonzepten enorm hoch ist. Alleine an Malaria und Krebs sterben jährlich Millionen von Menschen.

Kontakt

Prof. Dr. Gerhard Bringmann, Institut für Organische Chemie der Universität Würzburg, T (0931) 31-85323, bringman@chemie.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Spot auf die Maschinerie des Lebens
23.08.2017 | Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen

nachricht Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden
23.08.2017 | Medical University of Vienna

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie