Pflanzenwirkstoff tötet Nierenkrebszellen

Der Tod kommt für die Krebszellen durch zu viel Calcium

31.03.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Nierenkrebszellen: Bösartige Tumorerkrankung der Niere sind meistens sogenannte Nierenzellkarzinome. (Bildquelle: © KGH/wikimedia.org/ CC BY-SA 3.0)
Nierenkrebszellen: Bösartige Tumorerkrankung der Niere sind meistens sogenannte Nierenzellkarzinome. (Bildquelle: © KGH/wikimedia.org/ CC BY-SA 3.0)

Seit kurzem weiß man, dass eine Substanz aus der afrikanischen Heilpflanze Phyllanthus engleri Nierenkrebszellen abtötet. Nun fanden Wissenschaftler heraus, dass der Wirkstoff in den Krebszellen die Calciumkonzentration in kurzer Zeit so stark erhöht, dass die Zellen absterben. Mit diesem Wissen kann aus dem Wirkstoff ein mögliches Medikament zur Behandlung von Nierenzellkrebs entwickelt werden.

Die Heilpflanze Phyllanthus engleri wächst in Afrika und wird dort als Heilpflanze angesehen. Man nutzt deren Blätter und Früchte in Tansania beispielsweise als Mittel gegen Husten und Bauschmerzen. Allerdings ist die Pflanze nicht ganz ungefährlich: Sie produziert auch giftige Stoffe und kann sogar zu tödlichen Vergiftungen führen.

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Die Heilpflanze Phyllanthus engleri ist nach Prof. Heinrich Gustav Adolf Engler (1844-1930) benannt. Er war Direktor des Königlich Botanischen Gartens in Berlin. Engler hinterließ große Werke über die Vegetation Afrikas und organisierte zahlreiche botanische Expeditionen nach und Untersuchungen in Afrika.

Die Heilpflanze Phyllanthus engleri ist nach Prof. Heinrich Gustav Adolf Engler (1844-1930) benannt. Er war Direktor des Königlich Botanischen Gartens in Berlin. Engler hinterließ große Werke über die Vegetation Afrikas und organisierte zahlreiche botanische Expeditionen nach und Untersuchungen in Afrika.

Bildquelle: © Bart Wursten / www.zimbabweflora.co.zw

Bereits 2009 hatten Wissenschaftler (Ratnayake et al., 2009) über 30 Substanzen der Pflanze auf ihre Wirksamkeit gegen Krebszellen hin untersucht. Dabei identifizierten sie den Stoff „(-)-Englerin-A“ aus der Rinde der Heilpflanze als besonders wirksam gegen Nierenkrebszellen.

Seltene Pflanze, seltener Wirkstoff?

Der Nachteil ist jedoch, dass die Heilpflanze nur in einigen afrikanischen Ländern wächst. Sie fühlt sich in trockenen Savannengebeiten wohl. Das macht es schwierig, den Wirkstoff aus der Pflanze in großen Mengen zu extrahieren. Ebenfalls im Jahr 2009 gelang es jedoch einer Forschergruppe von der TU Dortmund um Mathias Christmann (der heute an der Freien Universität Berlin forscht), den Inhaltsstoff Englerin-A synthetisch herzustellen (Willot et al., 2009). Als Ausgangsstoff nutzen die Forscher dabei Nepetalacton, ein Stoff, der im Öl der Katzenminze (Nepeta cataria) enthalten ist. Sie ist leichter verfügbar als die seltene afrikanische Heilpflanze. Dadurch können größere Mengen der Substanz produziert werden.  

Ursache für Tod der Krebszellen blieb unklar

Unklar war immer noch, wie Englerin-A die Krebszellen abtötet. Man vermutete noch vor kurzem, dass der Stoff an einer Variante des Enzyms Proteinkinase C ansetzt. Doch eine neue Studie eines internationalen Forscherteams unter deutscher Beteiligung konnte jetzt die wirkliche Ursache aufklären. Ausgangspunkt war, dass die Forscher Krebszellen entdeckten, die gut auf eine Bekämpfung mit Englerin-A ansprachen, obwohl sie diese Kinase nicht besaßen.

Calcium als Schlüssel

Die Wissenschaftler fanden einen anderen plausiblen Grund für das Sterben der Krebszellen: Todeskandidaten sind solche, die eine spezielle Familie von Calcium-Kanälen (sogenannte TRPCs – die Abkürzung steht für: transient receptor potential channels) vermehrt in der Zellmembran ausbilden. Konkret betrifft es das Protein TRPC4 und seinen nahen Verwandten TRPC5.

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2009 gelang es Forschern, den pflanzlichen Wirkstoff Englerin-A synthetisch herzustellen. Dafür nutzten sie als Ausgangsstoff Nepetalacton, einen Inhaltsstoff, der im Öl der Katzenminze enthalten ist. Katzenminze ist bei Katzenbesitzern bekannt: Sie kann rauschhafte Erregungszustände bei den Samtpfoten auslösen - woher sich auch der Name ableitet.

2009 gelang es Forschern, den pflanzlichen Wirkstoff Englerin-A synthetisch herzustellen. Dafür nutzten sie als Ausgangsstoff Nepetalacton, einen Inhaltsstoff, der im Öl der Katzenminze enthalten ist. Katzenminze ist bei Katzenbesitzern bekannt: Sie kann rauschhafte Erregungszustände bei den Samtpfoten auslösen - woher sich auch der Name ableitet.

Bildquelle: © Franz Xaver/wikimedia.org; CC BY-SA 3.0

Calcium-Kanäle sind Ionenkanäle, die für Calcium-Ionen durchlässig sind. In diesen Krebszellen bewirkte eine Zugabe des Wirkstoffs Engerlin-A, dass diese Calcium-Kanäle hyperaktiviert wurden und sich innerhalb weniger Minuten die Konzentration an Calcium in der Zelle so stark erhöht, dass diese durch den Calciumschock abstarben.

„Wir haben Krebszellen untersucht, die viel TRPC4 produzieren. Diese Zellen reagieren besonders empfindlich auf Englerin-A. In Zellen, die kein TRPC4 bilden beziehungsweise normale TRPC4-Mengen aufweisen, steigt der Kalziumspiegel nicht so stark an. Diese Zellen sterben daher nicht“, erklärt Slava Ziegler, eine beteiligte Forscherin vom Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund. Allerdings ist bisher immer noch nicht klar, ob neben der beschriebenen Überproduktion an Calcium-Kanälen andere Gründe für das Absterben der Krebszellen existieren.

Pflanzenwirkstoff als Krebsmedikament

Da Englerin-A vor allem Nierenkrebszellen abtötet und nicht auf gesunde Zellen wirkt, sehen die Forscher das Potential einer möglichen Behandlung gegen Nierenkrebs. Krebserkrankungen der Niere sind in 90 Prozent der Fälle Nierenzellkarzinome (Nierenzellkrebs), wofür es derzeit nur wenige zielgerichtete Arzneimittel gibt.

Die Wissenschaftler wollen nun zusammen mit dem Lead Discovery Center – das von der Max-Planck-Gesellschaft in Dortmund gegründet wurde – weiterforschen, ob der Pflanzenwirkstoff sich als Medikament eignet. „Englerin-A ist ein Paradebeispiel für einen Wirkstoff mit viel Potenzial, gleichzeitig aber hohem Risiko. In der jetzigen Phase gäbe es kaum kommerzielle Partner, die das Kapital für die weitere Untersuchung zur Verfügung stellen würden“, sagt der beteiligte Wissenschaftler Herbert Waldmann. Wichtig ist es aber, die Forschung an dieser Stelle fortzuführen, so dass durch weiterführende Studien das Potenzial von Engerlin-A untermauern und mögliche Investoren gefunden werden können.

Obwohl Nierenkrebs eine eher seltene Tumorerkrankung ist – in Deutschland wurde im Jahr 2011 etwa 14.600 Menschen Nierenkrebs diagnostiziert – und die Betroffenen in der Regel operativ behandelt werden können, wäre ein neues Medikamente aus dem Pflanzenwirkstoff ein wichtiger Beitrag zur Therapie der Krankheit. Denn die derzeitigen Medikamente haben hohe Nebenwirkungen und können oft nur dafür sorgen, dass sich das Wachstum der Krebszellen verlangsamt. Daher suchen Wissenschaftler nach neuen Wirkstoffen, um Patienten auf medikamentösem Weg zu heilen.

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