Pflanzliche Polysaccharide in der Behandlung von Krebs

Naturstoffe wie pflanzliche Polysaccharide werden schon lange als zusätzliche Behandlung gegen Krebs (wie zur Chemotherapie) verwendet.

Naturstoffe wie pflanzliche Polysaccharide sind in der Behandlung von Krebs schon seit langem in Verwendung. Beispiele sind die Gruppen der Alkaloide, Antibiotika, pflanzlichen Gesamtextrakte wie etwa der Mistel und die unspezifisch wirkenden pflanzlichen Immunstimulatoren. Große Anstrengungen bei der Suche nach pflanzlichen Tumorhemmern blieben allerdings oft unbelohnt. Das National Cancer Institut in den USA sucht seit Jahren systematisch nach neuen Krebsmitteln, auch auf pflanzlicher Basis. Verglichen mit der Zahl der gescreenten Substanzen war die Ausbeute allerdings bis heute bescheiden.

Unter dem Strich gibt es vor allem umfangreiche Fortschritte bei Nanomedizinischen Methoden auf Polysaccharid-Basis für die zielgerichtete Krebstherapie. Biokompatibilität, einfache Funktionalisierbarkeit und schließlich vor allem die hohen intrinsischen Targeting-Eigenschaften haben hier große Bedeutung.

Pflanzliche Polysaccharide gegen Krebs

Die ihnen zugrundeliegenden Bausteine sind bekanntlich verschiedene Kohlenhydrate. Polysaccharide zählen in der belebten Natur zu den verbreitetsten Bestandteilen. Ihre Vielfalt und Komplexität führt allerdings zu sehr aufwändiger Analyse. Zu den strukturbestimmenden Faktoren zählt man:

Art der Zuckerbausteine
Art ihrer glykosidischen Verknüpfung
Ausmaß der Sulfatierung und
Art der Konformation, also der Raumverteilung.

Dennoch gelang es, bestimmte Zusammenhänge zwischen Struktur und antitumorigener Wirkung zu erkennen. Von klaren Struktur-Wirkungsbeziehungen ist die Forschung allerdings noch immer weit entfernt.

Umso erstaunlicher war weiland die Entdeckung von immunstimulierenden Effekten mit Einfluss auf die Phagozytose, Mitogenese und auf das Komplementsystem. Auch der Tumornekrosefaktor-alpha und die Interleukine zeigen Beeinflussung. Eine Immunsuppression kann Resultat diverser endogener und exogener Prozesse sein. Sie betreffen:

die Umwelt
die Strahlenbelastung ( auch -therapie!)
die Infektionen und
natürlich Tumore selbst.

Aus der unüberschaubaren Anzahl möglicher Polysaccharide sind bis heute ein paar so weit erforscht, dass man ihre Wirkung und ihre klinische Wirksamkeit ausreichend beschreiben kann. Die erste Publikation zu diesem Thema war 1976, 1987 hatte sich die Anzahl an Veröffentlichungen so weit erhöht, dass schon ein Überblicksartikel über »Antitumor Polysaccharide« erscheinen konnte.

Phytophora-Glukane

Phytophora parasitica, ein Pflanzen schädigender Pilz, hat keine zellulosehältigen Zellwände. Statt dessen bestehen sie aus Glukanen. Im Vergleich zu anderen Glukanen sind die Seitenketten von Phytophora wesentlich länger. Die Molekülmasse ist hingegen mit 10 bis 25 Kilodalton um mehr als die Hälfte geringer. Für eine experimentelle Antitumor-Wirkung gilt heute die Regel: je geringer die Verzweigung (max. 33%), umso höher ist die biologische Schutzwirkung. Man strebt daher einen niedrigen Verzweigungsgrad bei den verwendeten beta-1.3/1.5-Glukanen mit einer gleichzeitig geringen Molekülmasse an. Die Verabreichung der Polysaccharide an Versuchstiere ist verständlicherweise nur intraperitonal oder intravenös möglich.

Glukane klinisch im Einsatz

Im Grunde genommen scheinen aber Polysaccharide, die gegen Krebs helfen sollen, keine direkte zytotoxische Wirkung zu haben. Hingegen entfalten sie positive Effekte durch die Stimulierung des Immunsystems der betroffenen Person. Die Wirkungslosigkeit der Glukane bei gleichzeitiger Anwendung von Ciclosporin A erklärt sich dadurch, dass Ciclosporin A die T-Zellen unterdrückt. Wobei sie die Glukan im Rahmen der Immunstimulation wiederum stimulieren. Beides zugleich geht nicht.

Schließlich schreibt man auch den Beta-Glucanen neben zahlreichen anderen gesundheitlichen Effekten auch immunmodulierende Wirkungen zu. Das hat dazu geführt, dass man sie als Adjuvans gegen Krebs untersuchte. Insbesondere haben diese natürlichen Polysaccharide Bedeutung als zusätzliche Behandlung zur Verbesserung der Wirkung von konventionellen Krebs-Chemotherapeutika.

Literatur:

Meng Q, Zhong S, Xu L, Wang J, Zhang Z, Gao Y, Cui X. Review on design strategies and considerations of polysaccharide-based smart drug delivery systems for cancer therapy. Carbohydr Polym. 2022 Mar 1;279:119013. doi: 10.1016/j.carbpol.2021.119013. Epub 2021 Dec 15. PMID: 34980356.

Murphy EJ, Rezoagli E, Major I, Rowan NJ, Laffey JG. β-Glucan Metabolic and Immunomodulatory Properties and Potential for Clinical Application. J Fungi (Basel). 2020 Dec 10;6(4):E356. doi: 10.3390/jof6040356. PMID: 33322069.

PDQ Integrative, Alternative, and Complementary Therapies Editorial Board. Mistletoe Extracts (PDQ®): Patient Version. 2020 Aug 18. In: PDQ Cancer Information Summaries [Internet]. Bethesda (MD): National Cancer Institute (US); 2002–. PMID: 26389415.

Peng P, Yang K, Tong G, Ma L. Polysaccharide Nanoparticles for Targeted Cancer Therapies. Curr Drug Metab. 2018;19(9):781-792. doi: 10.2174/1389200219666180511153403. PMID: 29749308.

Pinho SS, Reis CA. Glycosylation in cancer: mechanisms and clinical implications. Nat Rev Cancer. 2015 Sep;15(9):540-55. doi: 10.1038/nrc3982. Epub 2015 Aug 20. PMID: 26289314.