Curcumin schützt Leberzellen vor Infektionen mit dem Hepatitis-C-Virus

Quelle: Nutrition News Jahrgang 11, Ausgabe 2/14

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Photo by: Ignas Praditya

 

Die Hepatitis-C-Virus (HCV) Infektion ist mit weltweit etwa 130 Millionen Virusträgern eine der meist verbreiteten Infektionskrankheiten. Nach Angaben des Robert-Koch-Institutes leben in Deutschland etwa eine halbe Million Virusträger. In den USA und Europa sind schätzungsweise eineinhalb Prozent der Bevölkerung infiziert, in Ägypten und Zentralafrika ist die Rate mit bis zu 20 Prozent deutlich höher. Das Virus ist hochvariabel und kann deswegen dem Immunsystem immer wieder ausweichen. Anhand von Sequenzanalysen werden die Viren in sieben Genotypen eingeteilt, die mehr als 30% voneinander abweichen und unterschiedlich gut auf Medikamente ansprechen.

Die Folgen der chronischen Infektion zählen heutzutage zu der häufigsten Indikation für eine Lebertransplantation. Nach der Transplantation kommt es jedoch bei nahezu allen Patienten zu einer Reinfektion des Grafts mit der Gefahr der Ausbildung einer erneuten Zirrhose. Insgesamt ist die Entstehung einer Hepatitis und erneute Zirrhoseentwicklung deutlich schneller als vor der Lebertransplantation. Bisher ist es auch nicht gelungen, die HCV Reinfektion nach Lebertransplantation durch zum Beispiel neutralisierende Antikörper oder Medikamente analog zur Hepatitis B Virusinfektion zu verhindern. Hier ist die Wissenschaft stetig auf der Suche nach neuen Substanzen, die den Eintritt von HCV in die Leberzelle verhindern können.

Mit dem gelben Farbstoff der Kurkuma-Pflanze, Curcumin, konnten wir einen neuen Wirkstoff identifizieren, der die Infektion von Leberzellen mit HCV verhindert. Kurkuma (auch gelber Ingwer oder indischer Safran genannt) ist eine südasiatische Pflanzenart, die dem Menschen seid Jahrhunderten für eine verdauugsfördernde Wirkung bekannt ist. Das in Kurkuma vorkommende Curcumin findet weitreichende Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff E 100 zur Färbung von Nahrungsmitteln, z. B. Margarine, Teigwaren, Kartoffelflocken, Reis-Fertiggerichten, Konfitüre, Marmelade und Senf. Weiterhin wird es als Gewürz verwendet und bildet einen wesentlichen Bestandteil von Currypulver. Viele verschiedene internationale Studien haben sich mit dem gesundheitsfördernden Potential von Curcumin beschäftigt und aus medizinischer Sicht sind insbesondere die antioxidativen, antikanzerogenen und entzündungshemmenden Eigenschaften des Gelbwurzextraktes interessant, die sich gegen diverse Leiden wie Darm-, Lungen- und Lebererkrankungen, Entzündungskrankheiten, Herzinfarkt, Alzheimer und Krebs behaupten. Die Hemmung des HCV-Eintritts in Leberzellen stellt damit eine weitere nützliche Eigenschaft von Curcumin dar.

Mit Hilfe eines HCV Infektionssystems in Zellkultur können die einzelnen Schritte des HCV Vermehrungszyklus untersucht werden. Während die HCV RNA Replikation und die Produktion viraler Partikel in Anwesenheit von Curcumin konstant blieb, zeigte sich, dass die Infektiösität von HCV mit steigender Konzentration von Curcumin abnimmt. Dies war der Fall für alle bekannten sieben HCV Genotypen und trat nicht ein bei Tetrahydro-Curcumin, der metabolisierten Form von Curcumin, auf. Der antivirale Effekt von Curcumin konnte auch in nicht Tumorzell-Linien bestätigt werden, da die Infektion von primären Hepatozyten mit HCV Genotyp-unabhängig gehemmt werden konnte. Um den Viruseintritt näher zu untersuchen, wurde nachfolgend die Expression der vier essenziellen zellulären HCV Eintrittsfaktoren untersucht. Es zeigte sich jedoch keine Änderung der Oberflächenexpression unter Curcumin im Vergleich zu unbehandelten Zellen.

Um den Mechanismus aufzuklären, mit dem Curcumin den HCV-Eintritt verhindert, wurde getestet, ob das Gewürz die biophysikalischen Eigenschaften der Viren verändert. Hierbei zeigte sich, dass Viren unterschiedlicher Dichte gleichmäßig in der Infektiösität gehemmt werden. Die Membranfluidität der Viren wird aber so verändert, dass sie nicht mehr an die Leberzellen binden können. Weiterhin wurde mittels Fluoreszenz-markierten Viren demonstriert, dass die natürliche Substanz während des Virus-Eintritts die Fusion zwischen HCV Partikeln und der zellulären Membran verhindert kann. Neben der extrazellulären Infektion, kann HCV auch von Zelle zu Zelle übertragen werden. Die Autoren konnten in dieser Studie zeigen, dass auch diese Art der Infektion durch Curcumin in nicht toxischen Konzentrationen blockiert wird. Abschließend wurde die antivirale Aktivität der Kurkuma-Substanz in einem HCV Mausmodell untersucht. In den eingesetzten Curcumin-Dosen konnte keine Wirkung auf die Infektiösität von HCV in vivo beobachtet werden. Da Curcumin im Organismus sehr schnell abgebaut wird, kann es nur kurze Zeit nach der Einnahme wirken. Daher wurden zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit sogenannte Nanokristalle aus Curcumin hergestellt, die eine deutlich höhere Verweildauer im Körper haben als das normale Gewürzpulver. Dies konnte dann auch in dem Maus-Modell mit Nano-Curcumin bestätigt werden. Zur Anwendung im Menschen sind aber noch viele weitere Studien notwendig und ob eine Re-infektion der Spenderleber mit Curcumin im Patienten zu verhindern ist, lässt sich noch nicht vorhersagen.

Autoren:

Anindya Siddharta und PD Dr. rer. nat. Eike Steinmann

Institut für Experimentelle Virologie

Twincore, Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung

Feodor-Lynen-Straße 7-9

30625 Hannover, Deutschland

Email: eike.steinmann@twincore.de