Artemisinin
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| MAK = LD50 oral Ratte = 5576 mg/kg
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Artemisinin ist ein sekundärer_Pflanzenstoff, chemisch ein Sesquiterpen, der in den Blättern und Blüten des Einjährigen_Beifußes (Artemisia annua) vorkommt. Charakteristika der Artemisininstruktur sind ein Trioxanringsystem und eine Peroxidbrücke. Es wird in Vietnam, China und Afrika zur Behandlung von Infektionen mit multiresistenten Stämmen von Plasmodium falciparum, dem Erreger der Malaria_tropica, eingesetzt.
Gewinnung
Die Gewinnung erfolgt durch die Extraktion getrockneter Blätter und Blüten mit Hexan, worin der Wirkstoff, der überwiegend in den ätherischen Öldrüsenschuppen lokalisiert ist, gut löslich ist. Auf einer Anbaufläche von einem Hektar lassen sich bis zu zwei Tonnen Blattmaterial ernten, die zwei bis drei Kilogramm des Extraktes liefern. Der Artemisiningehalt in der Pflanze liegt zwischen 0,1 und 0,4 % bezogen auf das Trockengewicht. Züchtungen mit einem Wirkstoffgehalt bis zu 1,4 % sind bekannt. Aus dem eingedampften Rohextrakt, einem gelben, viskosen Öl, wird Artemisinin durch Umkristallisation gewonnen. Experimentell wird die Biosynthese in genetisch modifizierten E. coli Bakterien und Sacharomyces cerevisiae erforscht. Der Preis für Artemisinin ist sehr hoch.
Möglicherweise lässt sich der Wirkstoff bald auch biotechnologisch herstellen. Erste Erfolge auf dem Weg zum künstlichen Ersatzstoff gibt es bereitsRo et al.: Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid in engineered yeast. In: Nature 440, S. 940-3 (2006).. Die Arbeit von Jay Keasling daran wird von der Bill und Melinda-Gates-Stiftung mit 43 Millionen Dollar unterstützt.
Einsatz als Medikament
Wirkungsweise
Artemisinin besitzt eine Peroxidstruktur, welche in Gegenwart hoher Konzentrationen an Eisenionen instabil ist und freie Radikale bildet. Solche hohen Konzentrationen werden in Erythrozyten, aber auch in Plasmodien gefunden, die Eisen akkumulieren. Gelangt Artemisinin in mit Plasmodien infizierte Erythrozyten, werden freie Radikale gebildet, und der Parasit möglicherweise dadurch getötet. Mittlerweile verdichten sich jedoch die Hinweise, dass Artemisinin-Derivate spezifischer wirken, indem sie beispielsweise pfATP6, eine Ca-ATPase hemmen. Eine molekülspezifische Wirkung würde auch besser als eine rein chemisch-physikalische Wirkungsweise das vereinzelte Auftreten von Resistenzen erklären. Durch die enorme Wandlungsfähigkeit des Malariaerregers scheinen sich auch gegen Artemisinin Resistenzen zu bilden.
Zytostatikum
Die Prüfung des Artemisinins als potentielles Krebsmedikament befindet sich noch in einem frühen Stadium. Auf Grund der oben beschriebenen Wechselwirkung von Eisenionen mit der Peroxidstruktur könnte es eine reduzierte Angiogenese und Expression vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktoren im Gewebe bewirken.
Derivate
Vom Artemisinin wurden partialsynthetische Derivate abgeleitet, wie beispielsweise Artemether und Artesunate. Ihre Aktivität nimmt allerdings schnell nach der Aufnahme ab, was auf eine rasche Metabolisierung zurückgeführt wird. Um dieses Problem zu lösen, wird zusätzlich Lumefantrin gegeben, das die Metabolisierung hemmt und gleichzeitig einen antiplasmodialen Effekt aufweist. Die Halbwertszeit des Lumefantrins beträgt drei bis sechs Tage. Andere Kombinationstherapien sind z. B. Artesunate-Mefloquin, Artesunate-Amodiaquin und Artesunate-Sulfadoxin/Pyrimethamin. Diese Kombinationstherapien werden mit ACT für Artemisinin-based combination therapy abgekürzt.
Siehe auch
• Biologie#Konstruktion von Stoffwechselwegen|Synthetische Biologie : Konstruktion von Stoffwechselwegen]
Weblinks
• Wissenschaftliche Literatur in Pubmed
• Informationen über Artemisinin und Wirkstoffentwicklung
• Design und Synthese von Antimalaria Endoperoxiden
• Klinische Studien zu Artemether-Lumefantrine
• Malaria, Science, and Social Responsibility: Nonprofit drug-development partnership seeks to cure the ills of developing nations
• www.bio.com: Ancient Chinese Remedy Shows Potential In Preventing Breast Cancer
• Selective toxicity of dihydroartemisinin and holotransferrin toward human breast cancer cells 2001, pdf, 134 kb
• WHO-Empfehlungen für die Behandlung der Malaria (en) WHO, Februar 2006.
• Rolf Bökemeier: Ein Kraut wirkt Wunder 2006
• 1 Dose Of New Drug Cures Malaria-Infected Mice
