Untersuchungen zu molekularen Mechanismen von anthelmintischen Proanthocyanidinen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Andreas Hensel; Professorin Dr. Eva Liebau; Professorin Christina Strube, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423277515

Etwa 1,5 Milliarden Menschen sind weltweit von Infektionen mit Helminthen betroffen, die über Kontakt mit infiziertem Bodenmaterial übertragen werden. Dabei stehen Infestationen mit Rundwürmern (Ascaris lumbricoides), Peitschenwürmern (Trichuris trichiura) und Hakenwürmern (Ancylostoma duodenale, Necator americanus) im Vordergrund. Im Rahmen von Untersuchungen zu anthelminthischen Naturstoffen erweisen sich Proanthocyanidine (z.B. das trimere Flavan-3-ol „PC1“) als nematozid gegenüber dem Modellorganismus C. elegans und den intestinalen Tierparasiten Toxocara cati und Trichuris vulpis. Mittels Transkriptomanalyse in C. elegans nach Behandlung mit PC1 wurden eine Reihe differentiell exprimierter Gene identifiziert (z.B. T22D1.2). Möglicherweise können die betreffenden Proteine als neuartige molekulare Targets zur Entwicklung neuer Anthelminthika fungieren. Ziel des Projekts ist daher nicht die Entwicklung eines neuen Arzneistoffs ausgehend von PC1, sondern die Identifizierung neuer Targets, sowie weiterführende in vitro / ex vivo / in vivo Untersuchungen zur Wirksamkeit von PCs. Die geplanten Forschungsaktivitäten innerhalb des Deutsch-Afrikanischen Netzwerkes zu anthelminthischen Polyphenolen integrieren das Knowhow von Arbeitsgruppen aus Kamerun, Ghana und Deutschland. Drei Arbeitspakete (AP) sollen in strukturierter Weise helfen, folgende Fragen zu beantworten: AP1 versucht ein vertieftes mechanistisches Verständnis zu zellulären und molekularen Targets von PC1 in C. elegans zu erarbeiten. Hierbei werden nematodenspezifische Proteine identifiziert, die als Bindungspartner für PC1 fungieren; weiterhin wird die Funktion des Gens T22D1.2 in C. elegans im Hinblick auf die Stimulierbarkeit untersucht. AP 2 prüft die anthelminthische Wirkung von PC1 auf intestinale Nematoden in Tieren (ex vivo, in vivo). Hierzu wird der Einfluss von PC1 gegen intestinale Parasiten (Ancylostoma caninum, Ascaris suum, Toxocara sp., Trichuris suis) untersucht, gefolgt von Tierstudien in Ziegen unter Verwendung von PC1-angereichertem Extrakt aus Combretum mucronatum gegen Haemonchus contortus. AP 3 nutzt humane intestinale Nematoden zur Aktivitätstestung von PC1 und vergleicht die molekulare Wirkung dieses PCs mit der von strukturell verschiedenen Polyphenolen, mit ebenfalls tanninähnlichen Charakter. Zusätzlich werden innerhalb dieses APs analytische Untersuchungen an Pflanzenmaterialen durchgeführt, die in Westafrika kommerziell zur Behandlung von Wurminfektionen eingesetzt werden. Diese Daten helfen Informationen zur Qualität solcher marktüblicher Produkte zu erhalten und sollen Grundlage für zeitgemäße Qualitätsspezifikationen und aussagekräftige Untersuchungsmethoden bieten. Das Gesamtprojekt stellt ein interdisziplinäres Programm zwischen Experten aus unterschiedlichen Bereichen dar und bietet eine effektive Forschungsplattform im Grenzgebiet zwischen Chemie, Medizin und Infektiologie, dies auch in Übereinstimmung mit dem “One Health Concept”.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Ghana, Kamerun
• ausländ. Mitantragstellerinnen / ausländische Mitantragsteller: Professor Christian Agyare, Ph.D.; Dieudonne Ndjonka, Ph.D.; Emelia Oppong Bekoe, Ph.D.