Entzündungshemmung durch Citrullus colocynthis und Cucurbitacine – Untersuchungen in In-Vitro-Modellen

Citrullus colocynthis (L.) Schrad ist ein Vertreter der Pflanzenfamilie der Cucurbitaceae, welcher in der traditionellen Medizin in der Behandlung von u.a. pulmonalen entzündlichen Erkrankungen eingesetzt wird. Entzündungshemmende und immunmodulatorische Wirkmechanismen der Pflanze sind bisher wenig untersucht. Ziel der Arbeit war die Erforschung zelltoxischer und immunmodulierender Effekte eines Handelspräparates aus C. colocynthis sowie darin enthaltener Cucurbitacine als isolierte Substanzen. Dies ist der erste direkte Vergleich zwischen einem Koloquinten-Gesamtextrakt und einer Auswahl seiner Hauptwirkkomponenten. Koloquintenessenz, die Cucurbitacin-Aglyka B, E sowie das Glucosid E-2-O-Glucopyranosid wurden in Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMC) gesunder Probanden, Jurkat-Reporterzellen und A549- Lungenkrebszellen untersucht. Zytotoxische Eigenschaften wurden mittels Water-Soluble- Tetrazolium-1-Test, Carboxyfluorescein-Diacetate-Succinimidyl-Ester-Färbung und Colony Formation Assay untersucht. Durchflusszytometrische Analysen per AnnexinV/Propidiumiodid- Färbung, Aktivierungsmarker-Expression CD69/CD25 sowie Produktion von entzündungsrelevanten Zytokinen Interleukin 2, Tumornekrosefaktor α und Interferon γ wurden zur Testung von Zelltodmechanismen und regulatorischen T-Zell-Mechanismen herangezogen, ebenso wie zur Untersuchung regulativer Effekte auf die entzündungsrelevanten Signalwege NFAT, NFκB und AP1. Sekretion von Interleukin 8 wurde im LPS-induzierten Entzündungsmodell mittels ELISA getestet und ein Screening nicht-zytotoxischer Konzentrationen auf Regulation entzündungsrelevanter Zytokine wurde mittels LEGENDplexTM Human Anti-Virus Response Panel durchgeführt. Alle Substanzen zeigten inhibierende Effekte auf Zellviabilität und -proliferation in T-Zellen und A549 und induzierten Apoptose, allerdings bei den einzelnen Cucurbitacinen in ca. 1000fach niedrigerer Konzentration als bei der Koloquintenessenz und dem Glucosid. Es wurde erstmals die Inhibition von T-Zell-Aktivierung durch Cucurbitacin E, sein Glucosid und C. colocynthis nachgewiesen, für das Glucosid und den Vollextrakt sogar in nicht-zytotoxischen, mikromolaren Konzentrationen. Auch eine Inhibition des NFAT-Signalwegs in T-Zellen wurde erstmals für alle Testsubstanzen gezeigt, hier ist ebenfalls die non-toxische Hemmung durch das Glucosid und den Vollextrakt im Mikromolarbereich hervorzuheben. Eine Hemmung von AP-1 durch die Cucurbitacin- Aglyka wurde erstmals für toxische, nanomolare Konzentrationen gezeigt, während NFkB eher kein spezifisches Target der Cucurbitacine zu sein scheint. Cucurbitacin E und sein Glucosid hatten inhibitorische Effekte auf Interferon 1ß- und -α2 sowie Interleukin 6 in A549-Zellen nach viralem Stimulus in nicht-zytotoxischen Konzentrationen, eine Inhibition von Interleukin 8 konnte für keine der Testsubstanzen gezeigt werden. Insgesamt besitzt Cucurbitacin E-Glucosid das größte Potential in der Behandlung von entzündlichen Atemwegserkrankungen und könnte spezifisch auf T-17- Helferzell-Populationen abzielen. Eine synergistische Wirkung von mehreren Cucurbitacinen in C. colocynthis ist wahrscheinlich während die Wirkung von Zelltyp und Cucurbitacin-Struktur abhängig zu sein scheint. Darauf aufbauende Forschung insbesondere zum genauen Wirkmechanismus bzw. der immunmodulativen Wirkung im inhalativen Atemwegsmodell wird empfohlen.