Entzündungshemmer Weihrauch: vielversprechende Wirkung gegen Entzündungen

Weihrauchharz aus Afrika (l.) und Indien. Pharmazeuten der Universität Jena und der Louisiana Stat University (USA) untersuchen die Wirkung de Inhaltsstoffs Boswelliasäure aus Weihrauch als Entzündungshemmer. © Jan-Peter Kasper

Weihrauchharz aus Afrika (l.) und Indien. Pharmazeuten der Universität Jena und der Louisiana Stat University (USA) untersuchen die Wirkung de Inhaltsstoffs Boswelliasäure aus Weihrauch als Entzündungshemmer. © Jan-Peter Kasper

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

Unter dem Strich haben Weihrauch-Harze aus verschiedenen Boswellia-Arten in verschiedenen Kulturen eine lange Erfolgsgeschichte bei der Behandlung von Entzündungen. Zu den Hinweisen auf die entzündungshemmende Wirkung haben unlängst Forschende der Universität Jena und der Louisiana State University (USA) analysiert, 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

Bekanntlich brachten einst die Heiligen Drei Könige dem neugeborenen Jesuskind kostbare Geschenke mit. Neben Gold und Myrrhe hatten sie dabei auch Weihrauch im Gepäck.

Wobei der Weihrauch auch heute noch ein wertvolles Geschenk darstellt. Wenngleich dabei heute jedoch weniger die biblische Bedeutung von Weihrauch im Blickpunkt steht. Das aus dem Stamm des Weihrauchbaumes gewonnene Harz enthält entzündungshemmende Substanzen. Diese eignen den entzündungshemmenden Weihrauch unter anderem für die Therapie von Krankheiten wie Asthma, Rheumatoider Arthritis oder Neurodermitis. Im Grunde genommen geht die Forschung 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 Hemmer gegen Entzündungen

Eine Schlüsselrolle für die entzündungshemmende Wirkung des Weihrauchs spielt das Enzym 5-Lipoxygenase. Wobei man seit mehr als 40 Jahren weiß, dass dieses Enzym die Bildung von Leukotrienen fördert. Diese gehören zu einer wichtigen Gruppe von Entzündungsbotenstoffen im menschlichen Körper.

Ein Forschungsteam konnte unlängst mit ihrer vorgelegten Arbeit 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 Hemmer gegen Entzündungen.

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

 

Überraschende Mechanismen der Boswelliasäure im Weihrauch

Die Ergebnisse hatten zunächst überrascht. Denn andere Naturstoffe docken, ähnlich wie Zileuton, direkt im sogenannten aktiven Zentrum des Enzyms an. Und so können sie es in seiner Funktion hemmen. Unter dem Strich bindet die Boswelliasäure an einer anderen – weit vom aktiven Zentrum entfernten – Stelle des Enzym-Moleküls. Durch diese Bindung kommt es jedoch zu strukturellen Veränderungen im aktiven Zentrum, was die Enzymaktivität ebenfalls hemmt.

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. Durch die Bindung kommt ein Domino-Effekt zustande, wodurch sich zusätzlich die Spezifität des Enzyms verändert. Statt die Synthese entzündungsfördernder Leukotriene zu katalysieren, produziert die 5-Lipoxygenase – unter dem Einfluss von Boswelliasäure im Weihrauch – Entzündung auflösende Substanzen. Das heißt, dass der Inhaltsstoff von Weihrauch das Entzündungsenzym zu einem Entzündung auflösenden Enzym umprogrammiert.

 

Fazit

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:

Gomaa AA, Mohamed HS, Abd-Ellatief RB, Gomaa MA. Boswellic acids/Boswellia serrata extract as a potential COVID-19 therapeutic agent in the elderly. Inflammopharmacology. 2021 Aug;29(4):1033-1048. doi: 10.1007/s10787-021-00841-8. Epub 2021 Jul 5. PMID: 34224069; PMCID: PMC8256410.

Zimmermann-Klemd AM, Reinhardt JK, Nilsu T, et al. Boswellia carteri extract and 3-O-acetyl-alpha-boswellic acid suppress T cell function [published online ahead of print, 2020 Jul 24]. Fitoterapia. 2020;146:104694. doi:10.1016/j.fitote.2020.104694

Offenbacher AR, Holman TR. Fatty Acid Allosteric Regulation of C-H Activation in Plant and Animal Lipoxygenases. Molecules. 2020;25(15):3374. Published 2020 Jul 24. doi:10.3390/molecules25153374. PMCID: PMC7436259

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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