Traditionell gegen Malaria eingesetzte Arzneipflanzen: In-vitro-Aktivität pflanzlicher Extrakte und isolierter Naturstoffe aus dem Phenylpropan- und Terpen-Stoffwechsel gegen Plasmodium falciparum

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Pflanzenextrakte unterschiedlicher Polarität auf ihre in-vitro-Aktivität gegen Plasmodium falciparum untersucht. Von insgesamt 18 Pflanzenarten, die traditionell gegen Malaria und Fieber eingesetzt werden, wurden vier Arten zur weiteren phytochemischen und pharmakologischen Untersuchung ausgewählt.

Im Sinne einer aktivitätsgeleiteten Fraktionierung wurden die Zweige und Blätter von Andira inermis (W. WRIGHT) H.B.K., Fabaceae (Panama), die oberirdischen Pflanzenteile von Artemisia afra JACQ., die Blätter von Vernonia colorata (WILLD.) DRAKE, Asteraceae (Zimbabwe) sowie die Wurzelrinde von Stereospermum kunthianum CHAM., Bignoniaceae (Uganda) aufgearbeitet. Darüber hinaus wurde unabhängig von der traditionellen Nutzung Bonamia spectabilis (CHOISY) HALL., Convolvulaceae, untersucht.

Die Messung der antiplasmodialen Aktivität erfolgte mittels eines Radioisotopen-Inkorporationstests mit Tritium-markiertem Hypoxanthin. Für ausgewählte Substanzen erfolgte eine Prüfung auf Zytotoxizität an der humanen Zelllinie ECV-304. Im Rahmen der phytochemischen Untersuchungen konnten insgesamt 62 Substanzen isoliert werden, von denen 13 Verbindungen neue Naturstoffe darstellten. Zusätzlich wurde die in-vitro-Aktivität wässriger Extrakte aus dem Kraut der chinesischen Heilpflanze Artemisia annua L., Asteraceae in Form verschieden hergestellter Teezubereitungen gegen P. falciparum untersucht. Zum Abschluss wurden in Mitteleuropa genutzte Drogen, die aufgrund ihres hohen Flavonoidgehaltes, z. B. als Diuretika verwendet werden, gegen P. falciparum getestet. Dabei erwiesen sich die Extrakte aus Birkenblättern und Orthosiphonblättern als am aktivsten und wurden nach dem Prinzip der aktivitätsgeleiteten Fraktionierung weiter untersucht.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass aus jeder der untersuchten Pflanzenarten Substanzen isoliert werden konnten, die im in-vitro-Test eine gute bis moderate antiplasmodiale Wirkung aufwiesen. Im Falle der gegen Malaria eingesetzten Heilpflanzen konnte somit die traditionelle Nutzung dieser Pflanzen untermauert werden. Die isolierten Substanzen gehörten einer Vielzahl unterschiedlicher Naturstoffklassen an, von denen sich besonders zwei, die 2-Arylbenzofuran-3-carbaldehyde (Andinermale) aus A. inermis und die Sesquilignane (Bonaspectine) aus B. spectabilis, aufgrund ihrer guten antiplasmodialen Eigenschaften und geringen Zytotoxizität, für weiterführende Untersuchungen anbieten.

This work describes the evaluation of crude extracts from several plant species, traditionally used against malaria, regarding their in vitro activity against Plasmodium falciparum. Of the 18 species investigated, four were selected for further phytochemical and pharmacological studies.

The stems and leaves of Andira inermis (W.Wright) H.B.K., Fabaceae (Panama), the aerial parts of Artemisia afra Jacq., the leaves of Vernonia colorata (Wild.) Drake, Asteraceae (Zimbabwe) and the root bark of Stereospermum kunthianum Cham., Bignoniaceae (Uganda) were evaluated by bioassay-guided fractionation. In addition, Bonamia spectabilis (Choisy) Hall., Convolvulaceae, which is not traditionally used against parasitic diseases was analysed.

The antiplasmodial activity was measured by detecting the b-radiation of incorporated 3H-hypoxanthine. For some compounds also the toxicity against the human cell line ECV-304 was assessed. The phytochemical investigation yielded altogether 62 constituents of which 13 revealed to be novel natural compounds. Furthermore several aqueous extracts of the aerial parts of the traditional Chinese plant Artemisa annua L., Asteraceae, were tested for their in vitro activity against P. falciparum. Finally some herbal remedies traditionally used in Europe because of their high content of flavonoids, e. g. as diuretics were evaluated. The extracts of the leaves of Betula pendula Roth, Betulaceae and Orthosiphon aristatus (Bl.) Miq., Lamiaceae were most active and further investigated by bioassay-guided fractionation.

In conclusion, from each plant species investigated several constituents could be isolated which showed antiplasmodial activity in our in-vitro test system. These results partly supported their traditional use as herbal remedies. The isolated substances belonged to a variety of different classes of natural products. Two of them, the 2-arylbenzofuran-3-carbaldehydes (andinermals) from A. inermis and the sesquilignanes (bonaspectines) from B. spectabilis, showed a strong antiplasmodial activity in conjunction with weak cytotoxicity and are therefore interesting for further investigations.