Verbundprojekt: Entwicklung eines neuartigen Delivery-Systems für Wirkstoffe aus traditionelle Arzneipflanzen auf Mikroemulsionsbasis zur Erhöhung der Knochenmineraldichte bei Menschen mit HIV-Infektion/Osteoporose (MedPlantOS); Teilvorhaben: Erforschung, Entwicklung und Charakterisierung des Delivery- Systems

Abstract

Die Ziele des Teilvorhabens der UMC-Mainz waren (1) die Erforschung und Entwicklung von innovativen Hybridhydrogel-Kompositen als Delivery-Systeme für medizinisch interessante Pflanzenextrakte aus Namibia, (2) die Beladung der Delivery-Systeme mit den bioaktiven Extrakten sowie Modellsubstanzen und (3) die Untersuchung des Effektes der Wirkstofffreisetzung an einem Zellmodell der Knochenmineralisation (SaOS-2-Zellen). Dazu mussten die biologisch aktiven Extrakte im Hinblick auf ihren Wirkmechanismus näher charakterisiert werden. Unterschiedliche Extraktionsmethoden wurden angewandt. UMC-Mainz gelang die Entwicklung geeigneter Verkapselungstechniken für die Extrakte. In Zusammenarbeit mit dem KMU Partner NTM konnten die Freisetzungskinetiken sowie die Stabilität der mit den Extrakten beladenen Delivery-Systeme bestimmt werden. Mit NTM wurde gezeigt, dass die Einbettung der Extrakte in Alginat oder N,O-Carboxymethylchitosan (N,O-CMC) einen protektiven Effekt im Hinblick auf den Erhalt der biologischen Wirksamkeit hat. Es wurde erstmals gefunden, dass Extrakte der indigen Pflanzen Hoodia gordonii und Sceletium tortuosum eine deutliche Förderung der Mineralisierung von SaOS-2-Zellen bewirken. Beide Extrakte zeigten eine ausgeprägte antioxidative Aktivität. Weiterhin wurde gefunden, dass der antidepressiv wirkende S. tortuosum-Extrakt im Gegensatz zu üblichen Antidepressiva die Mineralisierung stimuliert, obwohl er ebenfalls den Serotonin-Reuptake-Transporter hemmt. Die erhaltenen Befunde erlaubten die zugrundeliegenden Mechanismen näher zu verstehen und zeigten, dass H. gordonii nicht nur als Nahrungsergänzungsmittel zur Gewichtskontrolle, sondern auch zur Vorbeugung oder Therapie von Osteoporose eingesetzt werden könnte. Ebenso könnte S. tortuosum bei der Langzeitbehandlung depressiver Störungen als Ergänzung zu Antidepressiva, die das Osteoporoserisiko erhöhen, von Nutzen sein.