dc.contributor.author
Köhler, Inga
dc.date.accessioned
2018-06-07T20:56:19Z
dc.date.available
2003-03-27T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7172
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11371
dc.description
0 Titelblatt
1 Einleitung
1.1 Malaria
1.2 Exostema mexicanum GRAY (Rubiaceae)
1.3 Calea tenuifolia KUNTH (Asteraceae)
1.4 Microglossa pyrifolia (LAM.) KUNTZE (Asteraceae)
1.5 Natürliche und semisynthetische Ergolinderivate
1.6 Zielsetzung
2 Hauptteil
2.1 Screening verschiedener Heilpflanzen aus El Salvador
2.2 Screening verschiedener Heilpflanzen aus Ghana
2.3 Exostema mexicanum GRAY
2.4 Calea tenuifolia KUNTH
2.5 Microglossa pyrifolia (LAM.) KUNTZE
2.6 Berechnung des log P-Wertes und log D-Wertes
2.7 Untersuchung weiterer Pflanzenextrakte
2.8 Untersuchung von monomeren Ergolinen und ihren semisynthetischen N,
N'-verknüpften oligomeren Derivaten
3 Diskussion
3.1 Untersuchungen von Exostema mexicanum GRAY (Rubiaceae)
3.2 Untersuchungen von Calea tenuifolia KUNTH (Asteraceae)
3.3 Untersuchungen von Microglossa pyrifolia (LAM.) KUNTZE (Asteraceae)
3.4 Bedeutung von Heilpflanzen in der traditionellen Malariatherapie
3.5 Antiplasmodiale Wirkung von monomeren Ergolinen und ihren
semisynthetischen N, N'-verknüpften oligomeren Derivaten
3.6 Ausblick
4 Zusammenfassung
5 Experimenteller Teil
5.1 Pflanzenmaterial
5.2 In-vitro-Testsystem gegen Plasmodium falciparum
5.3 Untersuchung zur Zytotoxizität
5.4 Log P- und log D-Wert-Berechnung
5.5 Phytochemische Methoden
5.6 Isolierung der Verbindungen aus aktiven Fraktionen von Exostema mexicanum
5.7 Eigenschaften der isolierten Verbindungen aus den Zweigen und der
Stammrinde von Exostema mexicanum
5.8 Isolierung der Verbindungen aus aktiven Fraktionen von Calea tenuifolia
5.9 Eigenschaften der isolierten Verbindungen aus den Blättern von Calea
tenuifolia
5.10 Isolierung der Verbindungen aus aktiven Fraktionen von Microglossa
pyrifolia
5.11 Eigenschaften der isolierten Verbindungen aus M. pyrifolia
5.12 Synthese von 19-Hydroxy-6E,10E,14E-geranylgeraniol (32)
5.13 Untersuchung weiterer Pflanzendrogenextrakte
5.14 Synthese der semisynthetischen N,N'-verknüpften Ergolinoligomere
6 Abkürzungsverzeichnis
7 Literatur
8 Anhänge
dc.description.abstract
Es wurden zentralamerikanische und westafrikanische Heilpflanzen untersucht,
deren Anwendung in der traditionellen Malariatherapie aufgrund von
Literaturdaten bzw. ethnobotanischen Informationen bekannt war. Von acht
Pflanzenarten El Salvadors und elf pflanzlichen Drogen Ghanas, die jeweils in
der landeseigenen traditionellen Phytotherapie angewendet werden, wurden aus
verschiedenen Pflanzenteilen Rohextrakte unterschiedlicher Polaritaet
hergestellt. Diese Extrakte wurden einem in-vitro-Testsystem zugefuehrt um
deren Hemmwirkung gegenueber dem Chloroquin-sensiblen Stamm PoW und dem
Chloroquin-resistenten Klon Dd2 von Plasmodium falciparum zu bestimmen.
Aufgrund der gezeigten antiplasmodialen Aktivitaet wurden die Rindendroge von
Exostema mexicanum GRAY (Rubiaceae), die Blattdroge von Calea tenuifolia KUNTH
(Asteraceae) und die oberirdischen Pflanzenteile von Microglossa pyrifolia
(LAM.) KUNTZE (Asteraceae) im Sinne einer aktivitaetsgeleiteten Fraktionierung
untersucht. Aus aktiven Fraktionen von E. mexicanum wurden sieben
4-Phenylcumarine erhalten. Bei 4',5,7,8-Tetramethoxy-4-phenylcumarin [O
-Methyl-exostemin], 4',8-Dihydroxy-5,7-dimethoxy-4-phenylcumarin [Exomexin A]
und 3',4'-Dihydroxy-5,7,8-trimethoxy-4-phenylcumarin [Exomexin B] handelt es
sich um neue Naturstoffe. Die hoechste antiparasitaere Hemmwirkung besass O
-Methyl-exostemin (IC50-Werte: 10,5 µM [PoW] und 4,7 µM [Dd2]). Zusaetzlich
wurde von allen aktiven Verbindungen der zytotoxische Effekt an der humanen
Endothelzelllinie ECV 304 untersucht. Hierbei zeigten die getesteten
4-Phenylcumarine eine signifikante zytotoxische Aktivitaet mit IC50-Werten
zwischen 1,2 µM und 10,0 µM. Alle erhaltenen in-vitro-Daten deuten daraufhin,
dass eine uneingeschraenkte phytotherapeutische Anwendung von E. mexicanum
nicht empfohlen werden kann. Aus aktiven Fraktionen von C. tenuifolia konnten
fuenf Flavone und zwei ungesaettigte Fettsaeuren isoliert werden, die alle
eine antiplasmodiale in-vitro-Aktivitaet aufwiesen. Die hoechste Hemmwirkung
gegenueber dem Parasiten zeigte 7-Methylacacetin (IC50-Werte: 20,1 µM [PoW]
und 17,1 µM [Dd2]). Alle Inhaltsstoffe wurden dem in-vitro-Zytotoxizitaetstest
an der humanen Endothelzelllinie ECV 304 zugefuehrt. Anhand der erhaltenen in-
vitro-Daten kann die phytotherapeutische Relevanz von C. tenuifolia nicht
vollstaendig bewertet werden. Jedoch konnte die antiplasmodiale Aktivitaet der
zentralamerikanischen Heilpflanze in vitro bestaetigt werden. Die
aktivitaetsgeleitete Fraktionierung von M. pyrifolia fuehrte zur Isolierung
von achtzehn Inhaltsstoffen, u.a. verschiedene Furanoditerpene und
Geranylgeraniol-Derivate. Bei Sinapyldiangelat und 1-Acetyl-6E,10E,14E-
geranylgeraniol-19-carbonsaeure und 19-Oxo-6E,10E,14E-geranylgeraniol handelt
es sich um neue Naturstoffe. Die hoechste Hemmwirkung gegenueber P. falciparum
wiesen 2E-Phytol und 6E,10E,14E-Geranylgeraniol-19-carbonsaeure auf
(IC50-Werte zwischen 8,4 µM [PoW] und 16,3 µM [Dd2]). Die aktiven Verbindungen
besassen eine geringe Zytotoxizitaet gegenueber ECV 304 mit IC50-Werten
zwischen 95,6 µM und 200,2 µM bzw. erwiesen sich als nicht zytotoxisch. Im
Laufe der Untersuchungen an M. pyrifolia konnte die antiplasmodiale in-vitro-
Aktivitaet der Droge nachgewiesen werden. In einer weiteren Studie wurde die
antiparasitaere in-vitro-Wirkung von monomeren Ergolinen und semi-
synthetischen N,N'-verknuepften Oligomeren, mit Festuclavin, Tergurid und
Pergolid als Monomer, bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass eine N?1,N?1'-
bzw. eine N-6,N-6'-Dimerisierung zu einer Erhoehung der antiplasmodialen
Aktivitaet fuehrte. Fuer ein N-6,N-6'-verknuepftes Dimer mit Depropylpergolid
als Monomer wurde die staerkste Hemmwirkung festgestellt (IC50-Werte: 0,14 µM
[PoW] und 0,13 µM [Dd2]). Von allen Verbindungen wurde zusaetzlich der
zytotoxische Effekt an der murinen Fibroblastenzelllinie NIH 3T3 bestimmt.
Fuer weitergehende Untersuchungen sind ein N-1,N-1'-verknuepftes Tergurid-
Tetramer und ein N-1,N-1'-substituiertes Festuclavin-Trimer von Interesse.
Beide Verbindungen erwiesen sich als nicht zytotoxisch bei einer gleichzeitig
guten antiplasmodialen Wirkung mit IC50-Werten zwischen 0,54 µM [Dd2] und 1,53
µM [Dd2].
de
dc.description.abstract
Malaria is still the most dangerous parasitic infectious disease causing
millions of deaths every year. In many countries where Malaria is endemic the
traditional medical methods constitute a strong part in the public health care
system. Phytochemical research on medicinal plants traditionally used as
antimalarials are urgently needed. In this context we looked at several
Central American and West African medicinal plants, which are traditionally
used against malaria and/or symptoms of the disease. Analysis of all plant
species was based on literature and/or ethnobotanical studies. We produced
plant extracts of different polarity from various plant parts of eight species
from El Slavador and eleven species from Ghana, which are still used in the
Central American and West African traditional phytotherapy, All extracts were
tested for their in vitro actvity against a Chloroquine-sensitive strain PoW
and a Chloroquine-resistent clone Dd2 of Plasmodium falciparum. The stem bark
from Exostema mexicanum Gray (Rubiaceae), the leaves from Calea tenuifolia
Kunth (Asteraceae), and the aerial parts from Microglossa pyrifolia (Lam.)
Kuntze (Asteraceae) exhibited a promising antiplasmodial activity. Thus
bioactivity-guided fractionations were carried out in order to isolate and
characterize the major antiprotozoan principles of this species. Further
purification of the active lipophilic extract (petrol ether/ methanol 1:1) and
the methanolic extract of E. mexicanum led to the isolation of seven
4-phenylcoumarines, with 4',5,7,8-tetramethoxy-4-phenylcoumarin [O-methyl-
exostemin], 4',8-dihydroxy-5,7-dimethoxy-4-phenylcoumarin [exomexin A], and
3',4'-dihydroxy-5,7,8-trimethoxy-4-phenylcoumarin [exomexin B] as new natural
compounds. O-Methyl-exostemin showed a significant activity against P.
falciparum (IC50-values: 10.5 µM [PoW] and 4.7 µM [Dd2]). Additionally, of all
active compounds the cytotoxic effect on the human endothelium cell line (ECV
304) in vitro were assessed. Here, all tested 4-phenylcoumarines exhibited a
significant cytotoxic activity with IC50-values between 1,2 µM and 10,0 µM.
Given this result, the unrestricted use of the E. mexicanum as an
ethnomedicinal substance cannot be recommended based. Bioactivity-guided
fractionation of the lipophilic leaf extract of C. tenuifolia led to the
isolation of five flavones and two unsaturated fatty acids. All compounds
showed activities against P. falciparum, with 7-methylacacetin exhibiting the
strongest inhibition of the parasite (IC50-values: 20.1 µM [PoW] and 17.1 µM
[Dd2]). All seven compounds were also tested on the human endothelium cell
line (ECV 304). Based on our results, we cannot completely assess the
antiplasmodial potential of this plant species. However our findings may
represent a rational explanation for a potential antimalarial effect of the
leaves of C. tenuifolia. Bioactivity-guided fractionation of the aerial parts
of M. pyrifolia lead to the isolation of 18 natural compounds, e.g. different
furanoditerpenes and geranylgeraniol derivatives. Sinapyl diangelate, 1
-acetyl-6E, 10E, 14E-geranylgeraniol-19-oic acid and 19-oxo-6E, 10E, 14E-
geranylgeraniol were identified as new natural compounds. The strongest
inhibition of P. falciparum could be observed for 2E- phytol and 6E, 10E, 14E-
geranylgeraniol-19-oic acid with IC50-values ranging from 8.4 µM [PoW] to 16.3
µM [Dd2]. All active compounds showed only a weak cytotoxic effect on ECV 304
with IC50-values between 95.6 µM and 200.2 µM, or they were not cytotoxic.
From several active fractions we isolated 6E, 10E, 14E-geranylgeraniol-19-oic
acid. This diterpene was also detectable in the aqueous extract despite of its
rather lipophilic character. Therefore, we assume that the aliphatic
unsaturated compounds are representing the antiprotozoan principle of this
species, and 6E, 10E, 14E -geranylgeraniol-19-oic acid supposed to be mainly
responsible for a moderate antiplasmodial activity of a traditional plant
preparation of M. pyrifolia. During another study, the three monomeric
ergolines terguride, festuclavine, pergolide, and their N, N'-spacer-linked
oligomeric derivatives have been investigated for their in vitro activity
against P. falciparum. All monomers have shown only a weak antiplasmodial
effect, but either N-1, N-1'- or N-6, N-6'-spacer-linked dimerization are able
to enhance their antiparasitic activity. A N-6, N-6?-spacer-linked
depropylpergolide dimer exhibited the highest activities with IC50-values of
0.14 µM and 0.13 µM against PoW and Dd2, respectively. Additionally from all
tested compounds the cytotoxic effects against mouse fibroblasts (NIH 3T3) in
vitro were evaluated. For further studies a N-1, N-1'-spacer-linked
festuclavine trimer and a N-1, N-1'-spacer-linked terguride tetramer are
interesting. Both compounds were not cytotoxic and possessed good
aniplasmodial activities with IC50-values between 0.54 µM and 1.53 µM against
Dd2.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
in vitro antiplasmodial activity
dc.subject
Plasmodium falciparum
dc.subject
medicinal plants
dc.subject
ergoline derivatives
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Evaluierung antiplasmodial wirkender partialsynthetischer Ergoline und in
vitro aktivitätsgeleitete Fraktionierung von traditionellen tropischen
Heilpflanzen gegen Malaria
dc.contributor.firstReferee
Prof. Eckart Eich
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Martin Melzig
dc.date.accepted
2002-11-27
dc.date.embargoEnd
2003-04-07
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2003000815
dc.title.translated
Evaluation of ergoline derivatives with antiplasmodial activity and in vitro
bioactivity-guided fractionation of tropical medicinal plants traditionally
used as antimalarials
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000001186
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2003/81/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000001186
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access