Essay Forsch Komplementmed 2013;20(suppl 2):41–44 Published online: 21. Juni 2013 DOI: 10.1159/000351739 Ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. rer. nat. Florian Überall Biozentrum, Sektion für Medizinische Biochemie Medizinische Universität Innsbruck Innrain 80–82, 6020 Innsbruck, Österreich florian.ueberall@i-med.ac.at © 2013 S. Karger GmbH, Freiburg 1661-4119/13/0208-0041$38.00/0 Accessible online at: www.karger.com/fok Fax +49 761 4 52 07 14 Information@Karger.com www.karger.com Neue Ansätze zur Wirkmusteraufklärung pflanzlicher Mehrstoffgemische Johanna M. Gostner Peter Gruber Kathrin Becker Martina Naschberger Florian Überall Biozentrum, Sektion für Medizinische Biochemie, Medizinische Universität Innsbruck, Österreich Schlüsselwörter Mehrstoffgemisch · Mikroarray · Expressionsanalyse · Ginkgo biloba · Padma 28 · Echinacea · Phytotherapeutika Zusammenfassung Obwohl die Hauptwirkungen traditioneller Präparate größ- tenteils seit langem bekannt sind, sind die molekularen Hin- tergründe der Aktivitätsmechanismen häufig nicht im Detail erforscht. Die pharmakorelevanten Aktivitäten botanischer Therapeutika resultieren oft aus der additiven oder syner- gistischen Wirkung einer Vielzahl von Inhaltsstoffen. Unter- schiedliche Studien wurden publiziert, in denen die Effekte solcher Mehrkomponentengemische an ausgewählten In- vitro-Zellmodellen mittels Genexpressionsanalyse unter- sucht wurden. Hier erwähnte Beispiele umfassen Transkrip- tionsanalysen mit Extrakten aus Ginkgo biloba und Echina- cea sowie der Tibetischen Rezeptur Padma 28. Transkripti- onsprofile können verwendet werden, um Moleküle und Signalwege herauszufiltern, die durch eine bestimmte Be- handlung beeinflusst sind. Differenziell exprimierte Gensets können mit Informationen aus Interaktionsdatenbanken in- tegriert werden, um Einsichten in betroffene biologische Prozesse zu erhalten. Die Methode der Transkriptionsana- lyse mittels Mikroarray-Technologie ist in unterschiedlichen Bereichen der Naturstoff-Forschung anzutreffen, wobei die Einsatzgebiete von der Wirkmusterbeschreibung bis hin zum Toxizitätsprofiling reichen. Keywords Multi-component mixture · Microarray · Expression analy- sis · Ginkgo biloba · Padma 28 · Echinacea · Herbal drugs Summary New Approaches to Elucidate the Activities of Botanical Multi-Component Mixtures Although the major activities of traditional remedies have mostly been known since ancient times, their molecular mechanisms of action have usually not been investigated in much detail. The pharmaceutically relevant activities of bo- tanical therapeutics frequently result from additive or syner- gistic effects of a multitude of components. Several studies have been published that analyze the effects of complex preparations on selected in vitro model cell systems by using gene expression analysis. Herein, the examples re- ferred to include transcriptional studies with extracts from Ginkgo biloba and Echinacea as well as the Tibetan Formula Padma 28. Transcriptional profiles can be used to deduce key molecules and pathways affected upon treatment. Dif- ferentially expressed gene sets can further be integrated with information derived from interaction databases, thus giving a more comprehensive view of activated biological processes. Transcriptomics, by using microarray technology, is used as a tool in different fields of natural product re- search, ranging from activity monitoring to toxicity profiling. Hinweis: Padma 28 (Swissmedic No. 58436) ist in der Schweiz auch unter den Namen Padmed Circosan (Swissmedic No. 60131) und Arteria-vita (Swissmedic No. 62863) erhältlich und kassenzulässig. Hintergrund Viele in traditionellen Medizinsystemen verwendete Rezeptu- ren sind Mehrkomponentengemische. Im Gegensatz zu Mono- substanzen interagieren die Inhaltsstoffe bei komplex zusam- mengesetzten Rezepturen häufig additiv, nicht selten auch syn- ergistisch, und die Wirkung beruht auf den Effekten vieler, oft schwacher Aktivitäten [1, 2]. Daher muss die ganze Mischung als pharmakologisch aktiver Wirkstoffkomplex angesehen werden, dem eine pleiotrope Wirksignatur zugeordnet werden kann [3]. Die Effekte werden auf unterschiedliche Zielmoleküle und Zell- strukturen ausgeübt [4]. Dieses Multi-Target-Prinzip sowie die unterschiedlichen Charakterisierungen und Begrifflichkeiten von Phytotherapeutika und Krankheitsbildern im traditionellen und im modernen Kontext machen die wissenschaftliche Erfor- schung traditioneller Vielstoffrezepturen schwierig [5]. Vorteile erwartet man sich von pleiotropen Wirkmechanis- men insbesondere bei der Behandlung komplexer, multikausaler Erkrankungen und chronischer Prozesse wie Entzündungen, die