Artemisinin

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Artemisinin
Andere Namen	(3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)-Octahydro- 3,6,9-trimethyl-3,12-epoxy-12H-pyrano[4,3-j]- 1,2-benzodioxepin-10(3H)-on
Summenformel	C15H22O5
CAS-Nummer	63968-64-9
PubChem	68827
ATC-Code	P01BE01
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff [1]
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse	Antiprotozoika
Eigenschaften
Molare Masse	282,34 g·mol−1
Schmelzpunkt	150–152 °C [1]
Löslichkeit	sehr schlecht in Wasser (0,52 g·l−1 bei 20 °C) [1]
Sicherheitshinweise
Bitte beachten Sie die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Achtung H- und P-Sätze H: 242-410 EUH: keine EUH-Sätze P: ? EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Umwelt- gefährlich Brand- fördernd (N) (O) R- und S-Sätze R: 7-50/53 S: 15-61
LD50	5576 mg·kg−1 (oral, Ratte) [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Artemisinin ist ein sekundärer Pflanzenstoff, chemisch ein Sesquiterpen, der in den Blättern und Blüten des Einjährigen Beifußes (Artemisia annua) vorkommt. Charakteristika der Artemisininstruktur sind ein Trioxanringsystem und eine Peroxidbrücke. Es wird weltweit zur Behandlung von Infektionen mit multiresistenten Stämmen von Plasmodium falciparum, dem Erreger der Malaria tropica, eingesetzt.^[2] Im Juni 2009 wurden vom Tropeninstitut der Mahidol-Universität (Bangkok, Thailand) deutliche Anzeichen für erste Resistenzen gegenüber Artesunat (ein Derivat von Artemisinin) gemeldet, die Forscher des Instituts in Pailin (Westkambodscha) festgestellt hatten.

Gewinnung

Die Gewinnung erfolgt durch die Extraktion getrockneter Blätter und Blüten mit Hexan, worin der Wirkstoff, der überwiegend in den ätherischen Öldrüsenschuppen lokalisiert ist, gut löslich ist. Auf einer Anbaufläche von einem Hektar lassen sich bis zu zwei Tonnen Blattmaterial ernten, die zwei bis drei Kilogramm des Extraktes liefern. Der Artemisiningehalt in der Pflanze liegt zwischen 0,1 und 0,4 % bezogen auf das Trockengewicht. Züchtungen mit einem Wirkstoffgehalt bis zu 1,4 % sind bekannt. Aus dem eingedampften Rohextrakt, einem gelben, viskosen Öl, wird Artemisinin durch Umkristallisation gewonnen, jedoch ist dieses Verfahren relativ teuer und folglich ist der Preis für Artemisinin sehr hoch. Der Einjährige Beifuß wird in China, Vietnam und in ostafrikanischen Ländern angebaut.

Experimentell wird neuerdings auch die Biosynthese in genetisch modifizierten E. coli Bakterien und Saccharomyces cerevisiae erforscht. Erste Erfolge auf dem Weg zum künstlichen Ersatzstoff gibt es bereits.^[3] Die Arbeit von Jay Keasling daran wird von der Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung mit 43 Millionen Dollar unterstützt.

Einsatz als Medikament

Wirkungsweise

Artemisinin besitzt eine Peroxidstruktur; bei hoher Konzentrationen an Eisenionen wird dieses Peroxid instabil und zerfällt in freie Radikale. Solche hohen Konzentrationen werden in Erythrozyten, aber auch in Plasmodien gefunden, die Eisen akkumulieren. Gelangt Artemisinin in mit Plasmodien infizierte Erythrozyten, zerstören die gebildeten Radikale möglicherweise den Parasiten. Jedoch gibt es Hinweise, dass Artemisinin-Derivate spezifischer wirken, indem sie beispielsweise pfATP6, eine Ca-ATPase hemmen.

Derivate

Vom Artemisinin wurden partialsynthetische Derivate abgeleitet, wie beispielsweise Artemether, Artesunat und Artemotil. Ihre Aktivität nimmt allerdings schnell nach der Aufnahme ab, was auf eine rasche Metabolisierung zurückgeführt wird. Um dieses Problem zu lösen, wird zusätzlich Lumefantrin gegeben, das die Metabolisierung hemmt und gleichzeitig einen antiplasmodialen Effekt aufweist.^[4] Die Halbwertszeit des Lumefantrins beträgt drei bis sechs Tage. Andere Kombinationstherapien sind z. B. Artesunat-Mefloquin, Artesunat-Amodiaquin und Artesunat-Sulfadoxin/Pyrimethamin. Diese Kombinationstherapien werden mit ACT für Artemisinin-based combination therapy abgekürzt.^[2]

Geschichte

Die chinesische Wissenschaftlerin Tu Youyou isolierte Artemisinin in den frühen 1970er Jahren und zeigte in den folgenden Jahrzehnten seine Wirksamkeit gegen Malaria auf.^[5][6] Dafür wurde sie 2011 mit dem Albert Lasker Award for Clinical Medical Research ausgezeichnet.^[7]

Siehe auch

• Synthetische Biologie : Konstruktion von Stoffwechselwegen

Weblinks

•  Commons: Antiprotozoika – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
• Einträge im NIH-Studienregister
• Informationen über Artemisinin und Wirkstoffentwicklung
• Design und Synthese von Antimalaria Endoperoxiden
• Malaria, Science, and Social Responsibility: Nonprofit drug-development partnership seeks to cure the ills of developing nations
• Rolf Bökemeier: Ein Kraut wirkt Wunder 2006
• 1 Dose Of New Drug Cures Malaria-Infected Mice
• BBC: Malaria parasites 'resist drugs'

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f} Datenblatt Artemisinin bei Carl Roth, abgerufen am 27. September 2010.
2. ↑ ^{a b} Guidelines for the Treatment of Malaria (Nonseral Publication), 2nd. (en), Geneva: World Health Organization 2010, ISBN 978-92-4-154792-5 (Zugriff am 23. September 2010).
3. ↑ Ro DK, Paradise EM, Ouellet M, et al.: Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid in engineered yeast. In: Nature. 440, Nr. 7086, April 2006, S. 940–943. doi:10.1038/nature04640. PMID 16612385. Abgerufen am 23. September 2010.
4. ↑ Byakika-Kibwika P, Lamorde M, et al.: Update on the efficacy, effectiveness and safety of artemether-lumefantrine combination therapy for treatment of uncomplicated malaria. In: Therapeutics and Clinical Risk Management. 6, 2010, S. 11–20. PMID 20169032. Volltext bei PMC: 2817784. Abgerufen am 23. September 2010.
5. ↑ W. Burns: East meets West: how China almost cured malaria. In: Endeavour. 32, 2008, S. 101–106, doi:10.1016/j.endeavour.2008.07.001.
6. ↑ http://blogs.nature.com/news/2011/09/protein_folding_and_malaria_me.html
7. ↑ Lasker Foundation: Lasker Clinical Medical Research Award – Tu Youyou.

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