Fra Plante til Medicin eller Kosttilskud med udgangspunkt i case om hyben

Fra Plante til Medicin eller Kosttilskud med udgangspunkt i case om hyben Prof. Lars Porskjær Christensen Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi, Det Tekniske Fakultet, SDU

Oprindelsen af anticancer lægemidler (ca. 200) udviklet i perioden 1940 2010 Syntetiske lægemidler som ikke har relationer til naturstoffer (21%) Vaccine (2 %) Peptider og proteiner (13 %) Syntetiske lægemidler afledt af eller inspireret af naturstoffer (22%) Naturstoffer og semisyntetisk modifikation af naturstoffer (42%) 2

Overordnet forskel på almindelige lægemidler, naturlægemidler/ traditionelle plantelægemidler og kosttilskud Almindelige lægemidler Indeholder ofte et eller to aktive indholdsstoffer med fastlagt dosis-virkningskurver dvs. effekten efter indtagelse af en bestemt dosis af lægemidlet er kendt. Når aktivstofferne er kendt kan kvaliteten let bedømmes og evt. urenheder. Naturlægemidler/traditionelle plantelægemidler Kvaliteten er svær at definere, idet viden om de aktive indholdsstoffer i droger/planteekstrakter, der anvendes, ofte er begrænset. Dosis-virkningsforhold af droger/planteekstrakter kendes sjældent. Krav til fremstilling og kvalitet fremgår bl.a. af nationale eller internationale farmakopeer, herunder den Europæiske Farmakopé (Ph. Eur.).

Hvad er en farmakopé? Farmakopé kommer af de græske ord»pharmakon«(lægemiddel) og»poiia«(tilberedning) og betyder derfor forskrift for lægemidlers tilberedning. Nutidens farmakopéer som f.eks. Ph. Eur. er i dag lærebøger, med lovgyldig kraft. En farmakopé indeholder en godkendt specifikation omfattende kvalitets krav om: 1. Råvarens/lægemidlets oprindelse. 2. Sammensætning. 3. Fremstillingsmåde. 4. Grænseværdier, herunder kimtal. 5. Validerede analysemetoder. 6. Opbevaringsforhold. Naturstofkemi og Farmakognosi (KE513) 2014

Naturlægemidler Til behandling af lettere sygdomme og effekten skal være sandsynliggjort videnskabeligt. Som for øvrige lægemidler vurderes præparaterne mht. fremstilling, kvalitet, sikkerhed og effekt. Hvis drogen eller tilberedningen er monografibeskrevet i den Europæiske Farmakopé (Ph. Eur.) eller et EU-lands nationale farmakopé er henvisning til en sådan standard ofte tilstrækkelig til definition af præparatets kvalitet. Skal opfylde kvalitetskravene i henhold til den farmakopé, der henvises til, herunder også opfyldelse af mikrobiologiske krav. Dokumentation for dette skal fremlægges. Dokumentation for holdbarhedsforsøg, GMPgodkendelse af fremstillervirksomhed, GDPgodkendelse af importører, engroshandlere etc.

Naturlægemidler For droger, der ikke er monografibeskrevet, skal opstilles en råvarespecifikation omfattende en identifikation, renhedsprøver og kvantitativt indhold etc. Dokumentation for dette skal naturligvis fremlægges.

Naturstofkemi og Farmakognosi (KE513) 2014 Traditionelle plantelægemidler Er baseret på planter, der traditionelt har været brugt i en medicinsk sammenhæng, men hvor virkningen ikke nødvendigvis er videnskabelig bevist. For at et produkt kan blive godkendt som et traditionelt plantelægemiddel, skal producenten kunne dokumentere, at planten har været anvendt medicinsk i 30 år, heraf mindst 15 år indenfor EU. Hvid pil (Salix alba) I modsætning til almindelig lægemidler er traditionelle plantelægemidler kun beregnet til behandling af lettere sygdomme. Er omfattet af lægemiddelloven og skal godkendes af lægemiddelstyrelsen. Purpur-pil (Salix purpurea) Stilles samme krav til præparaternes kvalitet som for naturlægemidler. Dokumentation herfor skal fremlægges.

Kosttilskud Er et supplement til kosten i form af vitaminer, mineraler, urter eller andre næringsstoffer, hvis formål ikke er at behandle sygdomme, men udelukkende at supplere den daglige kost. I modsætning til naturmedicin har kosttilskud ikke status som lægemidler og er derfor ikke omfattet af lægemiddelloven. Kosttilskud er en almindelig fødevare og hører derfor under Fødevareloven. Foruden Fødevareloven gælder særlige regler for kosttilskud som er formuleret i Bekendtgørelse om kosttilskud. Kvalitetskravene behøves ikke at være efter nogen farmakopé. Kravene om kvalitet og dokumentation er generelt ikke på samme niveau som for lægemidler. Naturstofkemi og Farmakognosi (KE513) 2014 Hyben (Rosa canina)

Hyben et populært kosttilskud med antiinflammatorisk effekt Fra hyben til lægemiddel

Hyben har traditionelt været brugt som naturmedicin mod kroniske betændelsestilstande som slidgigt (nedbrydning af led pga. slid og inflammation) og leddegigt (primært inflammation). Hybens effekt overfor slidgigt og leddegigt er dokumenteret i adskillige kliniske studier og har ingen bivirkninger. Hvordan finder man frem til aktivstofferne i hyben, der kan forklare dets antiinflammatoriske effekt og kan man bruge denne viden til at få godkendt et hyben produkt som naturlægemiddel?

Hvad er slidgigt og leddegigt og hvilke typer af lægemidler bruges i behandlingen? Deformation af led ved leddegigt Typiske lægemidler Aspirin, ibuprofen (NSAIDS) og binyrebarkhormoner (kortikosteroider) fjerner hurtigt betændelsen og smerterne, men giver kraftige bivirkninger ved indtagelse over længere tid i relativ store doser. Deformation af led ved slidgigt

Generel mekanisme for inflammation Hvide blodlegemer (leukocytter) vigtig del af vores immunsystem Fremmedlegemer (antigener, bakterier, virus, vævsbeskadigelse etc.) Frigivelse af regulatoriske proteiner (fx Nuclear Factor (NF)-kB) Binding af NF-kB til promotor på DNA for cytokiner (fx TNF-, IL-6) Øget transskription af DNA til RNA = øget proteinsyntese af fx TNF-, IL-6. TNF- inducere dannelsen af fx COX 1 og COX 2 = biosyntese af prostaglandiner Prostaglandiner signalstoffer til samling af hvide blodlegemer = Inflammation

Biosyntese af prostaglandiner Kortikosteroider inhibere fosfolipaser Fosfolipider fosfolipaser Arachidonsyre 5 -Lipoxygenase COX 2 NSAIDS COX 1 Endoperoxider Leukotriener TXA 2, PGD 2, PGE 2, PGF 2α, PGI 2 Inhibering af fx COX-1 og COX-2 et mål for antiinflammatorisk effekt LTC 4, LTC 4, LTD 4, LTE 4

Biosyntese af prostaglandiner Kortikosteroider inhibere fosfolipaser Fosfolipider fosfolipaser Arachidonsyre 5 -Lipoxygenase COX 2 NSAIDS COX 1 Endoperoxider Leukotriener TXA 2, PGD 2, PGE 2, PGF 2α, PGI 2 Inhibering af fx COX-1 og COX-2 et mål for antiinflammatorisk effekt LTC 4, LTC 4, LTD 4, LTE 4

Kemotaksi-bioassay: testsystem til måling af naturstoffers effekt mod gigtsygdomme Kronisk betændelsesreaktion (gigt) Processen for betændelsesreaktionen i forbindelse med gigtsygdomme Frigørelse af kemiske stoffer (attraktanter) Vævsbeskadigelse og betændelse Tiltrækker hvide blodlegemer (kemotaksi) Ophobning af hvide blodlegemer og nedbrydning af rask væv Kemotaksi-bioassay: Undersøger fx stoffers evne til at mindske kemotaksi af hvide blodlegemer, således man undgår en for kraftig betændelsesreaktion.

Illustration af kemotaksi tiltrækning af hvide blodlegemer

Kemototaksi (hvide blodlegemer) Antiinflammatorisk effekt af hyben in vitro Hybenpulver (kosttilskud) inhibere kemotaksi af hvide blodlegemer som vist i fx 13 forsøgspersoner efter daglig indtag af hybenpulver i forskellige doser. 600 500 400 300 200 100 0 No treatment Low dose (10 g) High dose (45 g) Type af behandling

Isolering af bioaktive stoffer fra hyben ved bioassaystyret kromatografisk fraktionering 1 Kg pulveriseret hunderose hyben (Rosa canina) Successiv ekstraktion (i) Hexan (ii) CH 2 Cl 2 (iii) Metanol (iv) Vand Fraktionering (søjlekromatografi) F1 F10 F11 F20 F12 Fraktionering (præparativ HPLC) F1 (10-12) F10 (10-12) F11 (10-12) F12 (10-12) F14 (10-12) Anti-inflammatorisk galaktolipid (250 mg, renhed > 98%) = anti-inflammatorisk aktivitet, = ingen aktivitet

Antiinflammatorisk galaktolipid isoleret fra hyben ved bioassaystyret kromatografisk fraktionering Galaktose Linolensyre Glycerol

Analytisk HPLC kromatogram af metylenklorid ekstrakt fra hyben Aktivstoffet i hyben markeret med rødt = nålen i høstakken 200 mau WVL:203 nm 150 100 50 0-75 0.0 20.0 40.0 60.0 75.0 Retentionstid (min)

Inhibering af kemotaksi (%) Undersøgelse af effekten af aktivstoffet fra hyben i kemotaksi-testsystemet Dosis respons af GOPO i bioassay (hæmning af kemotaksi af hvide blodlegemer) 100 80 60 64 62 77 82 40 20 0 0 7 DMSO 0,1 1 10 50 100

Levedygtighed af hvide blodlegemer (%) Skyldes den hæmmende effekt af GOPO på kemotaksi at det er giftigt? Testning for levedygtighed af hvide blodlegemer i forskellige koncentrationer af GOPO 100 100 100 99 75 50 25 0 DM SO (kontrol) 50 100 Standardopløsninger af GOPO (µg/ml)

Hyben ekstrakt inhibere COX-1 og COX-2

Andre potentielle antiinflammatoriske forbindelser i hyben COX-1, COX-2 and 5-LOX inhibitorer Konklusion: Antiinflammatorisk aktivitet af hyben og dets effekt på gigt skyldes formodentlig indhold af forskellige typer aktivstoffer (synergistiske effekter). Ikke noget, der tyder på at flavonoider og fenoliske syrer i hyben spiller en væsentlig rolle i relation til dets antiinflammatoriske effekt.

Anticancer forbindelser fra spinat isoleret vha. bioassaystyret kromatografisk fraktionering Spinat (Spinacia oleracea) skulle efter sigende have anticancer effekt. Hvad kan evt. forklare denne effekt?

Fra droge/aktivstof til lægemiddel Biotilgængelig? Effekt i dyr? Effekt i mennesker? Fase I III studier Virkemåde? Bivirkninger? Syntetisk fremstilling af aktivstof og derivater? Kvalitetsforbedring af naturmedicinpræparater? Ved hvilken koncentration opnås optimal effekt?

Fra hyben til naturlægemiddel Effekt i dyr og mennesker sandsynliggjort i den videnskabelige litteratur, altså dokumentation for antiinflammatorisk effekt. Ingen bivirkninger. Virkemåde: Antiinflammatorisk effekt (fx kemotaksi, inhibering af COX, LOX enzymer etc.) som er sandsynliggjort i den videnskabelige litteratur. Aktivstoffer: Formodentlig en kombination af flere forskellige aktivstoffer, herunder galaktolipider, fedtsyrer og triterpener. Godkendelse af hyben produkt som fx naturlægemiddel kræver lav kimtal og stabilitet af markørstof. Markørstof behøves ikke nødvendigvis at være et af aktivstofferne. Hyben har fx et højt indhold af C-vitamin og hvis man benytter dette som markørstof, selvom det ikke er et af aktivstofferne, kan man få hyben godkendt som naturlægemiddel. Dette er dog useriøst! Biotilgængelighed af aktivstoffet GOPO ikke klarlagt.

Biotilgængelighed af naturstoffer

Galaktolipder vidt udbredt i grøntsager og frugt 316 mg/kg 549 mg/kg 442 mg/kg 396 mg/kg 240 mg/kg 320 mg/kg 0 mg/kg Larsen & Christensen (2007). J. Food Lipids 14, 272 279. 45 mg/kg

Tak for opmærksomheden Spørgsmål?