Mutlifunktionale anti-entzündliche Wirkung von Thiopolysulfiden in wildem Bärlauch (Allium ursinum L.): In-silico-, ex-vivo- und in-vitro-Studien

• Antragstellerin: Professorin Dr. Tuba Esatbeyoglu
• Fachliche Zuordnung: Lebensmittelchemie ; Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563851351

Bärlauch (Allium ursinum L.) gilt als natürliches Heilmittel für zahlreiche Erkrankungen. Am häufigsten werden die Blätter verwendet, da sie Thiopolysulfide (TPS) und Polyphenole enthalten, die entgiftend, antioxidativ und antimikrobiell wirken. Zudem erzeugen TPS ein spezifisches Aroma. Die wichtigsten Verbindungen der TPS sind Allicin (AL) und S-allyl-L-Cystein (SAL). Ziel des Projekts ist es, das entzündungshemmende Potenzial der TPS zu untersuchen. Zunächst werden SAL und AL auf ihre Hemmwirkung gegen das Angiotensin-konvertierende Enzym (ACE) - verantwortlich für Bluthochdruck und kardiovaskuläre Entzündungszustände, diabetische Neuropathie und Diabetes mellitus, sowie das Enzym Cyclooxygenase-2 (COX-2) untersucht. Die Ergebnisse werden durch die Analyse ergänzt, wie TPS die Entzündung in RAW264.7-Mausmakrophagen hemmen, in denen zuvor eine Entzündung induziert wurde, sowie durch einen Ex-vivo-Test zur Verringerung der Entzündung und zur Verbesserung des Wundheilung. Bärlauch-fraktionen werden unter Entzündungsbedingungen getestet, d.h. durch Hemmung der Aktivität von COX-2 und Förderung der Expression von Interleukinen durch Makrophagen. Die Ergebnisse werden es uns ermöglichen, TPS oder Fraktionen von Bärlauch als Ersatz für die derzeit empfohlenen Medikamente wie Salicylsäure vorzuschlagen. Bei den Experimenten zur Enzymhemmung werden wir die molekularen Mechanismen der beobachteten Wirkungen validieren, indem die Hemmungsrate mit der Bindungsaffinität und den Bindungsstellen des modellierten Hemmstoffs an Enzymmodellen mit Hilfe verfügbarer Computersoftware korreliert wird. Diese Informationen werden eine Zukunftsperspektive der Bärlauchanwendung liefern. Weiterhin werden die Auswirkungen der Verbindungen auf die Vitalität der Caco-2-Darmzellen und das Potenzial der TPS zur Hemmung von Oxidationsstress auf zelluläre DNA untersucht. Die im Zellmodell beobachtete genoprotektive Wirkung wird zusätzlich durch eine elektrochemische Bewertung validiert, bei der die isolierte DNA aus den Caco-2-Zellen unter den Veränderungen der elektrochemischen Guanosin- und Adenosin-Signale gemessen wird. Das Konzept der genoprotektiven Wirkung von Phytoverbindungen ist in den Lebensmittelwissenschaften und der medizinischen Chemie relativ wenig untersucht, obwohl eine solche Prävention punktuelle Mutationen der zellulären DNA und die Krebsentstehung begrenzen könnte. Die DNA-Oxidationsanalyse wird die Hemmung der Krebszellproliferation durch Allium-Extrakte und ihre Bestandteile erklären. Die Proben werden auf ihre antimikrobielle Wirkung gegen verschiedene Pathogene der Mikroflora untersucht und die minimalen Hemmkonzentrationen (MIC) bestimmt. Die vielversprechendsten antimikrobiellen Wirkstoffe werden im letzten Teil der Studie in einem Ex-vitro-Schweinemodell mit entzündungsinduzierter Hautmikroflora untersucht, um den Mechanismus der wundschützenden Wirkung aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien, Polen
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Oskar Szczepaniak; Dr. Zyta M. Ziora