Investigations on Wild Allium Species. Part I: Cysteine Sulfoxides of Flowers. Part 2: Anticancer Activity of Bulb Extracts.

Zwiebeln, Knoblauch und einige andere Spezies der Gattung Allium L. werden seit Jahrtausenden als Gewürz, Gemüse oder Phytopharmaka verwendet. Die bekanntesten Arten sind Knoblauch (Allium sativum L.) und die Küchenzwiebel (Allium cepa L.). Die medizinische Wirkung dieser zwei Spezies wurden während des letzten Jahrhunderts intensiv erforscht; es zeigte sich, dass sie ein sehr breites Wirkspektrum besitzen. Zu ihren pharmazeutisch und medizinischen Eigenschaften werden antibiotische, lipidsenkende, anti-arthreosclerotische und eine anti-diabetische Wirkung gezählt. Auch ein krebsvorbeugender Effekt wurde in einer Vielzahl ethnischer Studien bestätigt. Diese gesundheitsfördernden Eigenschaften der Allium-Spezies sind in erster Linie auf schwefelhaltigen Verbindungen und Saponine zurückzuführen. Man geht davon aus, dass hauptsächlich Cysteinsulfoxide (CSO) verantwortlich für die pharmazeutische Wirkung sind. Die sekundären Stoffwechselprodukte aus der Gruppe der Thiosulfinate wie Allicin bilden sich bei Verletzung der Pflanzenzellen. Es handelt sich dabei um eine von Allinase-katalysierte Enzymreaktion. Hauptsächlich Blüten der Gattung Allium Subgattung Melanocrommyum wurden auf ihren Gehalt an Cysteinsulfoxiden (CSO) untersucht. Während alle der untersuchten Blüten Methiin enthielten, fanden sich in wenigen Spezies weitere CSO: Isoalliin, Alliin, Marasmin, S-(2-Pyrrolyl)-cysteinsulfoxid, S-(2-Pyridyl)-cystein N-oxid und Butiin. Der Gesamtgehalt an CSO schwankte stark und lag zwischen 0,12% und 7,05%, relativ zum Gewicht der frischen Probe. Zwiebeln verschiedener Allium-Spezies wurden mit Ethylacetat extrahiert und hinsichtlich ihrer zytotoxischen Aktivität gegen Blasenkrebszellen (T24 und UMUC3) untersucht. Die vier Extrakte höchster Aktivität wurden hinsichtlich ihres Wirkmechanismus erforscht; es wurden dabei real-time PCR, Western Blot und Durchflusszytometrie-Analysen verwendet. Die Zusammensetzung dieser vier Extrakte hinsichtlich ihrer bioaktiven Substanzen wurde aufgeklärt. Hierbei zeigte sich, dass A. aflatunense, A. stipitatum, A. rosenorum and A. pallens alle in der Lage sind Krebszellen zu töten. Die Wirkung beruht auf Apoptose, „antioxidant response“ und Zellzyklus-Arrest der betroffenen Zellen. Die bioaktiven Substanzen aus A. stipitatum sind 2-(Methyldithio)pyridin-N-oxid und 2-[(Methylthiomethyl)dithio]pyridin-N-oxid. Diese Verbindungen waren sowohl für den Zellzyklus-Arrest als auch für die Induktion des „antioxidant response“ via Nrf2/HO-1 System verantwortlich. Die vorläufig identifizierten bioaktiven Verbindungen in A. aflatunense sind 2,2′-Dithio-bis-pyridin-N-oxid sowie 2-[(Methylthiomethyl)dithio]pyridin-N-oxid.