Medizin & Wissenschaft

Entzündungshemmer Weihrauch: vielversprechende Wirkung gegen Entzündungen

Lesezeit: 2 Minuten Quelle: MEDMIX Online

Die Wirkung der Boswelliasäuren aus Weihrauch hilft den Körper gegen Entzündungen, indem das Enzym 5-Lipoxygenase zum Entzündungshemmer umprogrammiert wird.

In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature Chemical Biology“ beschreiben Forschende der Universität Jena und der Louisiana State University (USA), welcher molekulare Mechanismus die Wirkung von Weihrauch gegen Entzündungen ausmacht. Eine Schlüsselrolle spielt dabei das Enzym 5-Lipoxygenase. Dieses normalerweise entzündungsfördernde Enzym wird durch die Boswelliasäuren aus Weihrauch (Weihrauchharz) zu einem als Entzündungshemmer wirkenden Protein umprogrammiert.

Bedeutung von Weihrauch

Einst brachten die Heiligen Drei Könige dem neugeborenen Jesuskind kostbare Geschenke mit: neben Gold und Myrrhe hatten sie dabei auch Weihrauch im Gepäck. „Weihrauch ist auch heute noch ein wertvolles Geschenk“, sagt Prof. Dr. Oliver Werz von der Friedrich-Schiller-Universität Jena – hat dabei jedoch weniger die biblische Bedeutung von Weihrauch im Blick. „Das aus dem Stamm des Weihrauchbaumes gewonnene Harz enthält entzündungshemmende Substanzen, die es unter anderem für die Therapie von Krankheiten wie Asthma, Rheumatoider Arthritis oder Neurodermitis geeignet machen“, erläutert der Pharmazeut. Werz und sein Team gehen bereits seit einigen Jahren der entzündungshemmenden Wirkung von Weihrauchharz und seiner Inhaltsstoffe nach.

Die Forschenden der Universität Jena konnten nun gemeinsam mit US-amerikanischen Kolleginnen und Kollegen die molekulare Wirkungsweise der Boswelliasäure aufklären. Boswelliasäure ist bekanntlich der Inhaltsstoff des Weihrauchs, der für die Wirkung gegen Entzündungen verantwortlich ist.

Vorbild Weihrauch für die Wirkstoff-Entwicklung neuer Entzündungshemmer

Eine Schlüsselrolle für die Wirkung des Weihrauchs spielt das Enzym 5-Lipoxygenase. „Seit mehr als 40 Jahren weiß man, dass dieses Enzym die Bildung von Leukotrienen fördert, einer wichtigen Gruppe von Entzündungsbotenstoffen im menschlichen Körper“, erläutert Werz.

Das Forschungsteam konnte in der vorgelegten Arbeit jetzt jedoch zum ersten Mal die Kristallstruktur dieses zentralen Entzündungsenzyms mit gebundenen Hemmstoffen aufklären und abbilden.

Die Kristallstrukturaufnahmen der Boswelliasäuren aus Weihrauch erlauben neben detaillierten Untersuchungen des Enzyms und seiner Wechselwirkung mit Wirkstoffen auch die Entwicklung neuartiger Entzündungshemmer.

Und genau das haben Werz und seine Kolleginnen und Kollegen getan. Neben einem bereits auf dem Markt befindlichen Entzündungshemmer Zileuton – ein synthetisches Präparat, das bei Asthma eingesetzt wird – haben die Forscher verschiedene Naturstoffe mit dem Enzym in Verbindung gebracht und die Kristallstrukturen der entstandenen Molekülkomplexe analysiert.

Überraschende Mechanismen

Das Ergebnis hat die Forscher zunächst überrascht. Denn andere Naturstoffe docken, ähnlich wie Zileuton, direkt im sogenannten aktiven Zentrum des Enzyms andocken und so in seiner Funktion hemmen, bindet die Boswelliasäure an einer anderen – weit vom aktiven Zentrum entfernten – Stelle des Enzymmoleküls. „Durch diese Bindung kommt es jedoch zu strukturellen Veränderungen im aktiven Zentrum, was die Enzymaktivität ebenfalls hemmt“, erklärt Werz.

Diese durch den Weihrauch-Inhaltsstoff Boswelliasäure ausgelösten Strukturveränderungen haben folglich bereits einen Effekt als Entzündungshemmer. „Der Einfluss von Boswelliasäure geht aber noch deutlich darüber hinaus“, sagt Dr. Jana Gerstmeier. Die Pharmazeutin aus Werz’ Team ist eine der beiden Hauptautoren der Studie.

„Durch die Bindung kommt ein Domino-Effekt zustande, wodurch sich zusätzlich die Spezifität des Enzyms verändert“, so Gerstmeier weiter. Statt die Synthese entzündungsfördernder Leukotriene zu katalysieren, produziert die 5-Lipoxygenase unter dem Einfluss von Boswelliasäure entzündungsauflösende Substanzen. „Das heißt, vereinfacht gesagt, der Weihrauchinhaltsstoff programmiert das Entzündungsenzym zu einem entzündungsauflösenden Enzym um.“

Diese Erkenntnisse, so die Autoren der Studie, lassen sich nun einerseits dazu nutzen, die Boswelliasäuren aus Weihrauch in entsprechenden Krankheitsmodellen zu testen und später vielleicht als Medikament gegen Entzündungen zu entwickeln. Andererseits können dank der neu entdeckten Bindungsstelle an der 5-Lipoxygenase auch weitere potenzielle Arzneistoffe aufgespürt und ihre Wirksamkeit als Entzündungshemmer experimentell getestet werden.


Literatur:

Gilbert, N.C., Gerstmeier, J., Schexnaydre, E.E. et al. Structural and mechanistic insights into 5-lipoxygenase inhibition by natural products. Nat Chem Biol (2020). https://doi.org/10.1038/s41589-020-0544-7


Quelle:

Institut für Pharmazie der Friedrich-Schiller-Universität Jena


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