Das welt­wei­te Auf­tre­ten des schwe­ren aku­ten re­spi­ra­to­ri­schen Syn­droms Co­ro­na­vi­rus 2 (SARS-CoV‑2) stellt eine erns­te Ge­fahr für die Ge­sund­heit der Men­schen dar. Für man­che ver­läuft die In­fek­ti­on Covid-19 töd­lich, an­de­re be­mer­ken die­se kaum oder lei­den nur un­ter leich­tem Hus­ten und Fie­ber. Be­son­ders bei äl­te­ren Per­so­nen mit Vor­er­kran­kun­gen (z.B. Dia­be­tes, Blut­hoch­druck, Kreis­lauf­pro­ble­me, ge­schwäch­tes Im­mun­sys­tem) kann die Atem­wegs­er­kran­kung in töd­li­che Fäl­le von Lun­gen­ent­zün­dung und aku­tem Lun­gen­ver­sa­gen mün­den. Das Vi­rus ver­brei­te­te sich von Chi­na aus­ge­hend sehr schnell in über 55 Län­der und in­fi­zier­te 2.966.031 Men­schen mit mehr als 208.100 To­des­fäl­len (Stand: 27.04.2020). Sehr wahr­schein­lich er­folg­te die Über­tra­gung zoo­no­tisch von Le­be­we­sen wie Fle­der­mäu­sen auf den Men­schen, ver­brei­te­te sich als­dann durch Tröpf­chen­in­fek­ti­on von Mensch zu Mensch wei­ter.

Die Hem­mung ei­nes En­zyms könn­te SARS-CoV‑2 be­sie­gen

Bis zum heu­ti­gen Zeit­punkt ste­hen zur Be­kämp­fung von SARS-CoV‑2 / Covid-19 kei­ne spe­zi­el­len Medikamente/ Impf­stof­fe zur Ver­fü­gung. Es be­steht also ein drin­gen­der Be­darf an der Ent­wick­lung an­ti­vi­ra­ler The­ra­peu­ti­ka. In ei­ner Stu­die der Uni­ver­si­tät Ba­sel vom 02.03.2020 wer­den viel­ver­spre­chen­de For­schungs­er­geb­nis­se dar­ge­stellt. Da­bei grei­fen die Wis­sen­schaft­ler die er­folg­rei­che Stra­te­gie bei der Be­hand­lung des Hu­ma­nen Im­mun­schwä­che­vi­rus (HIV) und der He­pa­ti­tis C auf. Im Fo­kus ste­hen En­zy­me, d.h. ge­nau­er Pro­teasen, die für die Re­pli­ka­ti­on der Vi­ren in der Wirts­zel­le (mensch­li­che Zel­le) not­wen­dig sind. En­zy­me stel­len hoch­wirk­sa­me Ka­ta­ly­sa­to­ren dar, die bio­che­mi­sche Re­ak­tio­nen ex­trem be­schleu­ni­gen, so dass Pro­zes­se (hier Vi­ren­re­pli­ka­ti­on) mit der er­for­der­li­chen Ge­schwin­dig­keit ab­lau­fen kön­nen. Durch ent­spre­chen­de Be­ein­flus­sung der Ak­ti­vi­tät die­ser En­zy­me mit Pro­tease­hem­mern wird die Ver­viel­fäl­ti­gung der Vi­ren ver­hin­dert.

Das Haup­ten­zym (Haupt­pro­tease) für die vi­ra­le Ver­viel­fäl­ti­gung von SARS-CoV‑2 gilt als sehr in­ter­es­san­ter, er­folg­ver­spre­chen­der An­satz­punkt für eine The­ra­pie. Die che­mi­sche Struk­tur der SARS-CoV-2-Hauptprotease konn­te be­reits ent­schlüs­selt wer­den, so dass die Su­che nach In­hi­bi­to­ren (Hemm­stof­fen) an­lau­fen konn­te.

Nur 11 Tref­fer aus 687 Mil­lio­nen und als ein­zi­ger Na­tur­wirk­stoff: Ta­xi­fo­lin Lär­chen­ex­trakt

In der Stu­die der Uni­ver­si­tät Ba­sel wur­den über 687 Mil­lio­nen Ver­bin­dun­gen un­ter­sucht, um In­hi­bi­to­ren für die SARS-CoV-2-Hauptprotease zu fin­den. Die­se Hemm­stof­fe müs­sen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an die Haupt­pro­tease an­do­cken kön­nen um zu wir­ken und da­mit die Re­pli­ka­ti­on des Vi­rus aus­zu­schlie­ßen. Letzt­lich iden­ti­fi­zier­ten die For­scher le­dig­lich 11 Ver­bin­dun­gen, die als po­ten­te Kan­di­da­ten für wei­te­re Un­ter­su­chun­gen gel­ten. Und – als tat­säch­lich ein­zi­ge Na­tur­sub­stanz: Ta­xi­fo­lin (Di­hy­dro­quer­ce­tin) – nicht zu ver­wech­seln mit Quer­ce­tin.

Was macht Ta­xi­fo­lin so be­son­ders?

Ta­xi­fo­lin ist ein Fla­vo­noid, das in der Si­bi­ri­schen Lär­che (La­rix si­bi­ri­ca Le­deb.) vor­kommt. Die­ses Kie­fern­ge­wächs zählt mit den Wirk­stof­fen Ta­xi­fo­lin und Ara­bi­no­ga­lac­tan zu den in­ter­es­san­tes­ten Heil­bäu­men.

Äu­ßerst be­mer­kens­wert ist hier­bei, dass Ta­xi­fo­lin über 7 Was­ser­stoff­brü­cken­bin­dun­gen ver­fügt, was die höchs­te An­zahl bei der Wirk­stoff­aus­wahl der Uni­ver­si­tät Ba­sel dar­stell­te. Die in der Stu­die 11 er­rech­ne­ten Sub­stan­zen in­ter­agie­ren mit dem Ziel­ob­jekt (Haupt­pro­tease von SARS-Cov‑2), wenn sie min­des­tens eine Was­ser­stoff­brü­cke auf­wei­sen. Je mehr Was­ser­stoff­brü­cken, des­to um­fas­sen­der die An­kopp­lung. Die An­zahl der Was­ser­stoff­brü­cken sind ein Schlüs­sel­fak­tor für die Arz­nei­mit­tel­spe­zi­fi­tät. Prä­zi­ser aus­ge­drückt, be­sit­zen die Was­ser­stoff­ato­me stark po­si­ti­vier­te Par­ti­al­la­dun­gen. Die­se Art Teil­la­dun­gen sind da­für ver­ant­wort­lich, dass das Was­ser­stoff­atom mit ei­nem be­nach­bar­ten Mo­le­kül in Ver­bin­dung tre­ten kann, in­dem es sich an ein frei­es Elek­tro­nen­paar (ne­ga­ti­ve La­dung) an­la­gert. Das Schlüssel-Schloss-Prinzip funk­tio­niert.

An­ders ge­sagt: Durch die Ver­bin­dung von Ta­xi­fo­lin mit der SARS-CoV-2-Hauptprotease wird die­se blo­ckiert und da­mit die Ver­viel­fäl­ti­gung des Vi­rus ge­stoppt oder nicht aus­ge­löst.

Da die Si­bi­ri­sche Lär­che Ta­xi­fo­lin (ge­nau­er: (-)-Ta­xi­fo­lin) pro­du­ziert, bie­tet sich eine na­tür­li­che Res­sour­ce für die Ge­win­nung. Lär­chen­ex­trakt Ta­xi­fo­lin ist ein ne­ben­wir­kungs­frei­er se­kun­dä­rer Pflan­zen­stoff, der u.a. auch an­ti­bak­te­ri­ell und ent­zün­dungs­hem­mend wirkt. In vivo-Versuche mit Ta­xi­fo­lin wie­sen eben­falls ge­gen an­de­re Vi­ren, wie das Coxsackie-Virus B4 Ak­ti­vi­tät nach. Die­se Vi­ren ru­fen vor al­lem Er­käl­tun­gen, vi­ra­le Me­nin­gi­tis und Myo­kar­di­tis her­vor.

 

Zur For­schungs­me­tho­de der Uni­ver­si­tät Ba­sel

Die vor­ge­leg­te Stu­die aus Ba­sel stellt das bis heu­te um­fang­reichs­te com­pu­ter­ge­stütz­te Scree­ning zur Ent­de­ckung der ent­schei­den­den Pro­teas­ein­hi­bi­to­ren von SARS-CoV‑2 dar. Die rech­ner­ge­stütz­ten Me­tho­den sind kos­ten­spa­rend und schnell. Zum Ein­satz ka­men ein 7‑schrittiger vir­tu­el­ler Screening-Workflow. Aus­ge­hend von 687 Mil­lio­nen Ver­bin­dun­gen wur­den 11 mög­li­che Wirk­stof­fe er­mit­telt und 1 Na­tur­wirk­stoff. Die­se na­tür­li­che Ver­bin­dung Lär­chen­ex­trakt Ta­xi­fo­lin stellt eine viel­ver­spre­chen­de Al­ter­na­ti­ve dar und ist leicht als Nah­rungs­er­gän­zung in Apo­the­ken und bei an­de­ren Un­ter­neh­men (z.B. Leblang GmbH Ber­lin un­ter der Mar­ke FLARIX mit ei­ner Rein­heit von 99%) er­hält­lich.

 

Quel­len:

Text: © Ant­je Hr­di­na ● Heil­pflan­zen­kom­pen­di­um

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