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Influence of medicinal plants on vascular smooth muscle cell proliferation

Thomas Nakel

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Verena Dirsch

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URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29872.51328.767769-4

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Arteriosklerose ist die zugrundeliegende Ursache für Erkrankungen, die weltweit die meisten Todesfälle verursachen. Zu diesen zählen koronare Herzkrankheiten und Schlaganfälle. Die Akkumulation und Einwanderung von vaskulären glatten Muskelzellen (VSMC) in die Intima, sowie deren starke Produktion an extrazellulärer Matrix trägt zum Prozess der Angiostenose (Gefäßverengung) bei. Eine Strategie zur Entwicklung neuer Medikamente und Therapien ist die Zellzyklusregulation von glatten Muskelzellen. Das primäre Ziel dieser Arbeit war, die Identifizierung und Charakterisierung von Naturstoffen, die die Proliferation von VSMC inhibieren. Diese Arbeit wurde als Teil des nationalen Forschungsnetzwerkes „Drugs from Nature Targeting Inflammation“ (DNTI), welches vom FWF (Wissenschaftsfond) finanziert wird, durchgeführt. Dieses interdisziplinäre Netzwerk verbindet das Wissen und Können verschiedener Bereiche aus Pharmazie, Chemie, Veterinär- und Humanmedizin und verknüpft Universitäten in ganz Österreich. Im Zuge des Projektes wurden Pflanzen einerseits durch „Pharmacophore modelling“, also durch einen computergestützten Ansatz ausgewählt. Andererseits basierte die Auswahl auf einem ethnopharmakologischen Ansatz, welcher auf der Auswertung traditionellen Wissens beruht. Das Screening von 150 verschiedenen Pflanzenextrakten mittels ‚Resazurin Conversion assay‘ ergab einige interessante Ergebnisse. Folgende Pflanzenextrakte konnten das VSMC Wachstum hemmen; Sideritis hyssopifolia, Aristolochia debilis, Stephania tetrandra, Melia toosendan und Peucedanum ostruthium. In einer parallelen Studie wurde von unseren Partnern eine quantitative und qualitative Analyse der Cumarine von Peucedanum ostruthium durchgeführt und die 7 bedeutendsten Cumarine identifiziert. Diese Cumarine wurden uns zur Verfügung gestellt und via Resazurin Assay überprüft. Dabei wurde Ostruthin als die aktive Substanz identifiziert. Die Untersuchung von strutkurell ähnlichen Furanocumarinen führte zum Schluss dass die Geranyl–Gruppe an der C-6 Position für den inhibierenden Effekt notwendig ist. Somit konnten wir die antiproliferative Wirkung des Peucedanum ostruthium Extraktes identifizieren und eine neue Bioaktivität von Ostruthin enthüllen.

Abstract

(Englisch)

Atherosclerosis is the underlying cause of the diseases responsible for the most deaths worldwide, including ischemic heart disease and cerebrovascular disease. The accumulation of vascular smooth muscle cells (VSMC) within the intima of the arterial walls and the increase in extracellular matrix they produce, contributes to vessel narrowing in the pathogenesis of atherosclerosis and restenosis. One strategy for the treatment of vascular disease is to target cell cycle regulation of smooth muscle cells. The primary aim of this work is the identification and characterization of compounds which derive from natural sources and are capable to inhibit VSMC proliferation. This work was done as part of the national research network ‘drugs from nature targeting inflammation (DNTI)’, project an interdisciplinary network, which interlinks the knowledge and the skills of members of pharmacy, chemistry, veterinarian and human medicine from different universities in Austria. The plants were selected either by a computational approach using pharmacophore models of relevant target proteins or an ethnopharmacological approach using traditional knowledge. The screening of about 150 different plant extracts via the resazurin conversion assay yielded several interesting candidate plant extracts, which inhibited the growth of VSMC, including Sideritis hyssopifolia, Aristolochia debilis, Stephania tetrandra, Melia toosendan and Peucedanum ostruthium. Furthermore, in a parallel study, a comprehensive qualitative and quantitative analysis of the main coumarins in extracts from P. ostruthium was performed by our collaboration partners at the University of Vienna and led to the identification of 7 major coumarins in those extracts. These coumarins were further forwarded to our group and testing via the resazurin conversion method revealed that the active principle inhibiting the growth of VSMC is ostruthin. The investigation of structurally similar linear furanocoumarins led to the conclusion that the geranyl group at the C-6 position is necessary for the inhibitory effect. Thus, we identified the anti-proliferative principle of the Peucedanum ostruthium extract and uncovered a novel bioactivity for ostruthin.

Autor*innen

Thomas Nakel

Haupttitel (Englisch)

Influence of medicinal plants on vascular smooth muscle cell proliferation

Paralleltitel (Deutsch)

Einfluss medizinischer Pflanzen auf die Proliferation von vaskulären glatten Muskelzellen

Publikationsjahr

2011

Umfangsangabe

106 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Verena Dirsch

Klassifikation

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie

AC Nummer

AC09582412

Utheses ID

14762

Studienkennzahl

UA | 490 | | |

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