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Entzündungshemmende Pflanzeninhaltsstoffe für die therapeutische Immunmodulation

Eine bereits seit mehreren Jahren bestehende wissenschaftliche Kooperation zwischen der Medizinischen Universität Innsbruck, der Universität Innsbruck und der Blutbank Innsbruck (TILAK) führte nun zu einem erfolgreichen und therapierelevanten Zwischenergebnis. Die gemeinsame wissenschaftliche Arbeit zur Charakterisierung entzündungshemmender Pflanzeninhaltsstoffe mündete in zwei Publikationen, die in diesen Tagen in zwei renommierten Fachjournalen veröffentlicht wurden.

Lignanen – chemischen Verbindungen, die etwa in der Baldrianwurzel und in verschiedenen essbaren Pflanzenteilen wie Lein- und Sesamsamen, Getreidekörnern, Früchten und Gemüse sowie auch in der Färberdistel (Carthamus tinctorius) vorkommen – wird eine entzündungshemmende Wirkung zugeschrieben. So wird die Färberdistel in manchen Ländern Osteuropas und Asiens traditionell etwa bei der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit in den Beinen (Claudicatio intermittens) sowie bei Arteriosklerose, koronaren und geriatrischen Beschwerden wie auch zur Behandlung erhöhter Blutfettwerte mit hohen LDL und CRP Werten und erhöhtem Blutdruck eingesetzt. Auch wird der Pflanze eine therapeutische Wirksamkeit bei Gallenerkrankungen sowie bei verschiedenen Hauterkrankungen wie Akne und Ekzeme zugeschrieben. Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten legen eine entzündungshemmende Wirkung einiger Pflanzeninhaltsstoffe nahe.

Bewährte wissenschaftliche Kooperation

In der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Hermann Stuppner an der Abteilung für Pharmakognosie am Institut für Pharmazie der Universität Innsbruck wurden Lignane aus der Färberdistel, einer im vorderasiatischen und mitteleuropäischen Raum heimischen Pflanze, isoliert und charakterisiert. Am Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck wurden sie schließlich in Zusammenarbeit mit dem Zentralinstitut für Bluttransfusion und Immunologie unter der Leitung von Prim.Univ.-Doz. Dr. Harald Schennach für Untersuchungen in frisch isolierten menschlichen peripheren Blutzellen eingesetzt. Diese in vitro Methode wurde im Team von Univ.-Prof. Dr. Dietmar Fuchs von der Sektion für Biologische Chemie am Biozentrum der Medizinischen Universität Innsbruck entwickelt. Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen Prof. Fuchs und Prof. Stuppner wird dieses Analyseverfahren seit einigen Jahren erfolgreich zur Erfassung immunmodulatorischer Eigenschaften von Wirkstoffen eingesetzt.

Nachweislich entzündungshemmend und immunsuppressiv

Tatsächlich wurde jetzt in den Untersuchungen in Innsbruck für drei der isolierten Lignane eine entzündungshemmende und immunsuppressive Wirkung festgestellt, die sich für das Lignan Arctigenin als besonders stark ausgeprägt ergaben. „In den in vitro Untersuchungen mit peripheren mononukleären Blutzellen stellte sich zudem heraus“, so Univ.-Prof. Fuchs, „dass eine besondere Wirkung der Lignane auf das Tryptophan-abbauende Enzym Indolamin 2,3-Dioxygenase (IDO) existiert. Deshalb wurden zusätzlich strukturchemische Berechnungen für eine Wechselwirkung zwischen dem Bindungszentrum von IDO und den drei untersuchten Lignanen der Färberdistel durchgeführt“. Die Computer gestützten Modellberechnungen ergaben tatsächlich einen simulierbaren Effekt, der wiederum für Arctigenin am stärksten ausgeprägt war und damit die Ergebnisse der Zellkulturuntersuchungen widerspiegelte.

Konsequente Weiterentwicklung

Da die Beeinflussung der IDO Aktivität derzeit einen großen Stellenwert in der immunmodulatorischen Therapieentwicklung hat, ist der nächste logische Schritt der wissenschaftlichen Arbeit die Austestung der entzündungshemmenden Wirkung der Lignane aus der Färberdistel in geeigneten Tiermodellen ebenso wie die Untersuchung der immunbiologischen Veränderungen bei Probanden, die diese Pflanzenextrakte verwenden. Tatsächlich wurde die Färberdistel in der Volksmedizin auch für Abtreibungen eingesetzt. Gerade diese Wirkung könnte mit der Hemmung von IDO in Zusammenhang stehen, da die durch das IDO Enzym erreichte Immuntoleranz in der Schwangerschaft beeinträchtigt wird, wenn das Enzym durch Inhaltsstoffe gehemmt wird.

Die Ergebnisse der Zellkulturexperimente wurden gerade in „Phytomedicine“ und die Modellrechnungen in „FEBS openBio“, dem Open Access Format von FEBS Letters (wissenschaftliche Zeitschrift der Vereinigung europäischer biochemischer Gesellschaften, FEBS) publiziert.

(D. Heidegger)

Links:

Biozentrum
http://biocenter.i-med.ac.at/

Sektion für Biologische Chemie
https://www.i-med.ac.at/imcbc/molecularcellbiologyfolder/molcellbiol.html

Abteilung Pharmakognosie, Universität Innsbruck
http://www.uibk.ac.at/pharmazie/pharmakognosie/

Blutbank Innsbruck
http://blutbank-innsbruck.uki.at/content/geschichte-und-aufgaben-der-blutbank-innsbruck

Kuehnl S, Schroecksnadel S, Temml V, Gostner JM, Schennach H, Schuster D, Schwaiger S, Rollinger JM, Fuchs D, Stuppner H. Immune modulating effects of lignans from Carthamus tinctorius. Phytomedicine 20:1190-1195, 2013
http://dx.doi.org/10.1016/j.phymed.2013.06.006

Temml V, Kuehnl S, Schuster D, Schwaiger S, Stuppner H, Fuchs D. Interaction of Carthamus tinctorius lignin arctigenin with the binding site of tryptophan-degrading enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase. FEBS Open Bio (im Druck)

http://dx.doi.org/10.1016/j.fob.2013.08.008