Steroidalkaloide aus Holarrhena africana als Wirksubstanzen gegen Trypanosoma brucei rhodesiense

Vor dem Hintergrund unserer ersten Mitteilung über Steroidalkaloide mit vielversprechender antitrypanosomaler Aktivität aus den Blättern der westafrikanischen Apocynacee Holarrhena africana [1] haben wir nun die Suche nach derartigen Alkaloiden auf die Rinde ausgeweitet. Die bioaktivitätsgeleitete Isolierung mittels wiederholter säulenchromatographischer Trennung und Aufreinigung diverser Alkaloid-Fraktionen ergab sechs (1 – 6) Steroidalkaloide aus den Blättern [1] sowie elf (7 – 17) Steroidalkaloide und ein (18) stickstofffreies Steroid aus der Rinde (Abb. 1). Die Strukturermittlung erfolgte durch den Vergleich der HRMS-, 1D- und 2D-NMR-Spektren mit Literaturdaten [2, 3]. Alle Substanzen wurden in vitro gegen Trypanosoma brucei rhodesiense sowie auf ihre Zytotoxizität gegen Säugerzellen (L6-Zellinie) getestet. Dabei ließen sich einige Struktur-Wirkungs-Beziehungen folgern: Das Vorhandensein einer basischen Aminogruppe an Position 3 ist notwendig für die antitrypanosomale Aktivität der Steroidalkaloide. Der paarweise Vergleich der IC₅₀-Werte (µM) von 1 (0,40 ± 0,28) und 3 (0,08 ± 0,01), 12 (0,42 ± 0,09) und 13 (0,17 ± 0,11) sowie 15 (1,66 ± 0,39) und 14 (0,12 ± 0,08) zeigt auf, dass eine einfache Methylierung der 3-Aminogruppe ein Optimum in der antitrypanosomalen Aktivität zur Folge hat. Insgesamt lässt sich sagen, dass C-3-Substituenten in folgender Reihenfolge die antitrypanosomale Wirksamkeit erhöhen: O<NH₂<N(CH₃)₂<NHCH₃. Interessanterweise bewirkt eine weitere Aminogruppe als Teil eines Pyrrolin- oder Pyrrolidinrings zwischen C-18 und C-21 eine Erhöhung der Selektivität gegen T. brucei. Vorangegangene Publikationen über eine antitrypanosomale Aktivität dieser Steroidalkaloide sind den Autoren nicht bekannt. Die Ermittlung detaillierterer Struktur-Wirkungs-Beziehungen durch QSAR-Analyse ist Gegenstand der derzeitigen Bemühungen und soll die Grundlage einer möglichen Optimierung der Leitstruktur darstellen.

Abb. 1: Aus den Blättern (1 – 6) und der Rinde (7 – 18) von Holarrhena africana isolierte Verbindungen.

Danksagung/Widmung:

Dem Federal Government of Nigeria in Form des Tertiary Education Trust Fund (TETFund) and der University of Nigeria Nsukka wird für ein Promotionsstipendium für Charles Nnadi an der Universität Münster gedankt. Dieses Projekt wird innerhalb des Research Network Natural Products against Neglected Diseases (ResNetNPND; www.resnetnpnd.org) durchgeführt.

Literatur:

[1] Nnadi CO et al. Planta Med 2016; 82(S 01): S1-S381

[2] Zirihi GN et al. Bioorg Med Chem Lett 2005; 15: 2637 – 2640

[3] Leboeuf M et al. Ann Pharm Fr 1969; 27: 217 – 228