Open Access

Vera Jütte

• Die zunehmende Resistenzentwicklung bei der Therapie gegen Herpes Simplex Viren vom Typ-1, besonders bei immundefizienten Patienten, erfordert die Entwicklung von Therapie-Alternativen. In Anlehnung an die Erkenntnisse der Traditionellen Chinesischen Medizin, die sich die Wirksamkeit von Heilpflanzen zu Nutze macht, wurde in dieser Arbeit das antivirale Potential von Extrakten aus Rheum Spezies gegen HSV-1 untersucht. Rheum oder Rhabarber gehört zur Familie der Polygonaceae. Die hier verwendeten Extrakte stammen aus den Wurzeln und Rhizomen von Rheum palmatum L. und Rheum rhaponticum, welche ursprünglich aus Asien stammende Heilpflanzen sind. Rheum ist reich an polyphenolen Inhaltsstoffen der Gruppe der Flavonoide und Tannine, welche Gegenstand der Forschung sind und denen schon vielfache pharmakologische Wirkungen zugesprochen wurden. Die antivirale Wirksamkeit von Rheum wurde bislang nur in der chinesischen Literatur veröffentlicht, wo bestimmte Untersuchungen mit HBV und HSV vorgenommen wurden. Hier wurde in einem Zellkulturmodell mit Vero-Zellen eine antivirale Testung vorgenommen. Die Auswirkungen der Rheum Extrakte auf den durch HSV-1 verursachten zytopathischen Effekt wurden untersucht. Eine Verminderung oder das Fehlen des CPE wurde als antivirale Wirksamkeit gewertet. In zwei Versuchsreihen, einmal mit simultaner Beimpfung der Vero-Zellen mit Virus in einer MOI von 0,01 und Extrakten in Konzentrationen von 500µg/ml bis 4µg/ml und dann mit viraler Vorinkubation von 1, 6 und 24 Stunden wurde das Verhalten der Zellen beobachtet. Unter dem Auflichtmikroskop wurde das Ausmaß des CPE beurteilt und anschließend mit Hilfe des Computerprogramms CalcuSyn die IC50 Werte berechnet. Der Wert der 50% inhibitorischen Konzentration sagt aus, bei welcher Extraktkonzentration 50% der Zellen einen CPE aufweisen und ist somit Maß für die antivirale Wirksamkeit. Weiterhin wurden die Rheum Extrakte mittels MTT-Assay auf ihre Zytotoxizität hin untersucht und der TC50 Wert als Maß der Toxizität berechnet. Der aus IC50 und TC50 berechnete Therapeutische Index setzt Wirksamkeit und Toxizität in Relation und ist ein Wert für die mögliche Validität einer Substanz. Je höher dieser Wert, desto viel versprechender die Substanz. Besonders Extrakte 9, 10 und 17 bedürfen der genaueren Betrachtung, da sie in der vorliegenden Untersuchung Therapeutische Indexe von >12, >9,8 und >17,9 gezeigt haben. Dies deutet auf ein antivirales Potential, bei keiner nachweisbaren Zytotoxizität in verwendeten Konzentrationen, hin. Im Vergleich zeigte Aciclovir einen TI von 22. Mit diesen drei Substanzen wurde der Versuch dann mit viraler Vorinkubation von 1, 6 und 24 Stunden wiederholt. Vor Allem Extrakt Nr. 17 zeigte auch bei Vorinkubation von einer und sechs Stunden mit einem IC50 von 80µg/ml und 95,5 µg/ml eine signifikante Reduktion des CPE. Dies gibt einen Hinweis auf die mögliche Art des Wirkmechanismus, denn Zeichen der Wirksamkeit trotz Vorinkubation sprichen für eine Intervention im späteren Stadium des viralen Replikationszyklus. Problematisch ist die Übertragung der hier ermittelten in vitro Ergebnisse auf in vivo Verhältnisse. Allerdings sind die Ergebnisse vielversprechend und eine weiterführende Untersuchung erscheint lohnenswert. Hier ist vor Allem die genaue Charakterisierung und Isolierung der Inhaltsstoffe der wirksamen Extrakte notwendig. Nachfolgend könnte die Wirksamkeit der ermittelten Polyphenole in einem Tierversuch verifiziert werden.
• Increasing numbers of highly resistant herpes simplex virus tribes, especially in immunodeficient patents, demonstrate the need of therapeutic alternatives. In consideration of the principles of traditional chinese medicine, to use the potential of medical plants, in this work we tested the antiviral potential of extracts from rheum against one tribe of herpes simplex type 1. Rheum belongs like the common rhubarb to the family of polygonaceae. The used extracts werde gained from roots and rhizomes of Rheum palmatum Linné and Rheum rhaponticum. Rheum is rich of polyphenolic substances of the flavonoid and tannin group. These substances were target of variuos research and have been found to be highly pharmacologically active. So far the antviral potential of polyphenols extracted from rheum, for instance against herpes simplex or hepatitis B virus, has only been published in chinese literature. In this work we used a Vero cell culture model to investigate the antiviral potential of rheum extracts against herpes simplex type 1 (Mc Intyre). To evaluate their effectivity we used the dimension of the cytopathogenic effect caused by herpes simplex type 1 on the vero cell culture. In case of absent or reduced cytopathogenic effect the extract was considered to have antiviral activity. In two different test series the properties of the cells were studied. In the first series the inoculation of the vero cells with herpes simplex virus in a MOI of 0,01 and rheum extracts in concentrations ranging from 500µg/ml to 4µg/ml was carried out simultaneously. In the second series the vero cells were previously incubated with virus for one, six and 24 hours respectively before the rheum extracts were added. The cytopathogenic effect (CPE) caused by herpes virus on the cells seen through a reflected-light microscope was used as a measure of the antiviral effect of the rheum extracts. Subsequently the program CalcuSyn® was used to evaluate the IC50. The value of the 50% inhibiting concentration states the concentration in which vero cells showed a CPE in 50% and is therefore a measure of antiviral potency. Furthermore the rheum extracts were tested for their amount of toxicity using a MTT-Assay to investigate the TC50. Relating the IC50 and the TC50 it is possible to calculate the therapeutic index, which is a measure of the substances validity. The higher the acquired therapeutic index, the more promising the substance. In this work we finally concentrated on three extracts (Number 9, 10 and 17), which showed therapeutic indices of >12, >9,8 and >17,9. Here our data indicates antiviral potential without measurable toxicity. For comparison acyclovir showed a therapeutic index of 22. Using the above named three extracts the experiment was repeated, adding previous viral incubation of 1, 6 and 24 hours in the vero-cell model. Especially extract number 17 showed with 50% inhibiting concentrations of 80 and 95µg/ml a significant reduction of CPE despite of previous viral incubation of 1 and 6 hours. Furthermore this could be a sign of antiviral activity through interference of the viral replication. Problematic seems to be the transmission of in vitro data to conditions in vivo. Nevertheless further investigation of the evaluated data appears worthwhile. Previously exact characterisation of the polyphenols from the rheum extracts is necessary. Hereafter the properties of the polyphenols could be investigated in an animal experiment.