Das Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hat einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung von Therapeutika gegen neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson bekanntgegeben. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Sunkyu Han vom Fachbereich Chemie hat erstmals die anti-neuroinflammatorischen Naturstoffe Herpotrichon A, B und C chemisch synthetisiert, die aus einem symbiotischen Pilz (Herpotrichia sp. SF09) von Pillenwanzen in nur winzigen Mengen gewonnen werden konnten. Dieser Erfolg, veröffentlicht im Journal of the American Chemical Society (JACS), ebnet den Weg für die Entwicklung neuartiger Medikamente gegen neuroinflammatorische Erkrankungen.

Herpotrichone zeichnen sich durch ein einzigartiges pentacyclisches Gerüst (6/6/6/6/3-Ringstruktur) und starke entzündungshemmende Eigenschaften im Gehirn aus. Sie unterdrücken Entzündungsreaktionen und schützen Nervenzellen durch Hemmung der Ferroptose, einem eisenvermittelten Zelltod, der bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson eine Rolle spielt. Bislang war die Gewinnung dieser Stoffe aus natürlichen Quellen aufgrund ihrer geringen Verfügbarkeit stark eingeschränkt, was die medikamentöse Entwicklung erschwerte.

Das Team von Professor Han entwickelte eine biosynthetisch inspirierte Strategie, die auf der Diels-Alder-Reaktion basiert, einer chemischen Reaktion, die einen sechsgliedrigen Ring durch die Bildung neuer Kohlenstoffbindungen erzeugt. Entscheidend für den Erfolg war die gezielte Nutzung von Wasserstoffbrückenbindungen, die die Reaktion chemo-, regio- und stereoselektiv steuerten. Ohne diese Bindungen entstanden überwiegend unerwünschte Nebenprodukte. Die präzise Kontrolle der C2′-Hydroxylgruppe ermöglichte ideale Übergangszustände, die die Synthese von Herpotrichon C sowie A und B ermöglichten.

Bemerkenswerterweise führte die Diels-Alder-Reaktion im Labor zur Bildung neuer Molekülstrukturen, die in der Natur bisher nicht entdeckt wurden, aber potenziell pharmakologisch aktiv sind. Ein Nebenprodukt, das bei der Synthese von Herpotrichon A und B auftrat, stellte sich als Herpotrichon C heraus, das 2024 von einem chinesischen Forschungsteam identifiziert wurde. Dies unterstreicht die Bedeutung der Synthese für die Entdeckung neuer Naturstoffe.

Professor Han betonte, dass diese erste vollständige Synthese eines seltenen Naturprodukts mit neuroprotektivem Potenzial nicht nur die Entwicklung neuer Therapeutika vorantreibt, sondern auch die Erforschung der Biosynthese dieser Stoffgruppe erleichtert. Die Forschung, geleitet von Master- und Ph.D.-Student Yoojin Lee, wurde durch die National Research Foundation of Korea, das KAIST UP Project, das Grand Challenge 30 Project und das Trans-Generational Collaborative Research Laboratory Project unterstützt.

Dieser Durchbruch eröffnet den Autoren zufolge neue Perspektiven für die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen durch naturstoffbasierte Medikamente und könnte die Entwicklung präziser, wirksamer Therapien gegen Alzheimer, Parkinson und andere neuroinflammatorische Erkrankungen beschleunigen.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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