Camptothecin

Englisch: camptothecin

1 Definition

Camptothecin ist eine aus der Baumart Camptotheca acuminata isolierbare, zytostatisch wirkende Substanz. Sie wird im Rahmen der Chemotherapie bei Krebserkrankungen angewendet. In der genannten Baumart findet man die höchste Konzentration im Bereich der Samen und der Rinde. Es handelt sich beim Camptothecin um ein Pflanzenalkaloid.

2 Chemie

Das Camptothecin hat die chemisch Bezeichnung (S-)4-Ethyl-4-hydroxy- 1H-pyrano[3',4':6,7]indolizino[1,2-b]chinolin- 3,14-(4H,12H)-dion. Die Summenformel ist Summenformel:

• C₂₀H₁₆N₂O₄

Camptothecin gehört zur chemischen Gruppe der Chinolinalkaloide und wirkt als hochpotenter Hemmer des Enzyms Topoisomerase-I. Trotz seiner zytostatischen Eigenschaft ist Camptothecin als solches für eine effektive und möglichst schonende Krebstherapie nicht geeignet, da es über ein verhältnismäßig ungünstiges Nutzen-Risiko-Verhältnis, sowie eine relativ schlechte biologische Verfügbarkeit verfügt.

Allerdings stellt dieses pflanzliche Alkaloid eine Ausgangssubstanz für die Weiterentwicklung von mehreren weit verbreiteten Chemotherapeutika dar. Wichtigste und bekannteste Weiterentwicklungen von Camptothecin sind:

• Topotecan
• Irinotecan
• Exatecan

3 Synthese

Camptothecin leitet sich von der Aminosäure Tryptophan und dem Glykosid, Secologanin ab. Letzteres ist der zentrale Baustein in der Biosynthese fast aller Indolalkaloide. Rund ein Viertel aller in Lebewesen enthaltenen Alkaloide werden aus Secologanin aufgebaut.

Im Verlauf der Biosynthese erfolgt auf dem intermediären Wege eine Bildung von Strictosidin. Im Anschluss daran erfolgt eine biokatalytisch indizierte Oxidation eines Ringes vom Secologanin. Die sich nun anschließende Umlagerung erzeugt das Camptothecin.

4 Wirkungsmechanismus

Die Topoisomerase-I ist ein Enzym, dass u. a. im Rahmen der DNA-Replikation die Verdrillung der DNA-Stränge durch Einzelstrangschnitte zu entspannt. Dieser Prozess wird durch die Bindung von Camptothecin an die Topoisomerase-I gestört. Es bildet sich ein sehr stabiler, aber funktionell nicht mehr aktiver Komplex aus dem Alkaloid-Molekül des Camptothecins, dem Enzym Topoisomerase-I und dem DNA-Doppelstrang. Als Folge kommt es durch die Torsion zu Strangbrüchen und die Apoptose der Zelle wird eingeleitet.