Meine Merkliste
my.bionity.com  
Login  

Vielversprechendes Transportmolekül für Steroid-Medikamente entdeckt

09.11.2016

Jacobs University / Khaleel Assaf

Beim Wort Steroide denken viele Menschen an Doping. Weit weniger bekannt ist, dass Steroide bei der Behandlung vieler Krankheiten eingesetzt werden, zum Beispiel bei Asthma, Neurodermitis, Multipler Sklerose oder Morbus Crohn. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Jacobs University in Bremen haben nun einen möglichen Weg gefunden, wie Steroide ihre Wirkung im menschlichen Körper schonender und effizienter entfalten können.

Steroide lassen sich in Wasser nur schwer lösen und benötigen entsprechende Hilfsstoffe, damit sie als Medikament eingesetzt werden können. Diese Moleküle, auch Wirkstofftransporter oder synthetische Wirte genannt, schließen den jeweiligen Wirkstoff in einen Hohlraum ein und lösen ihn im Körper auf. Bei Steroiden übernehmen bislang vor allem Cyclodextrine, ringförmige Glucose-Moleküle, diese Aufgabe. Ihr Nachteil: Sie beschleunigen die Auflösung so stark, dass manche Menschen die Einnahme von Steroiden schlecht vertragen. Mit den Cucurbiturilen haben die Wissenschaftler aus Karlsruhe und Bremen nun ein vielversprechendes Transportmolekül identifiziert, mit dem sich solche unerwünschten Nebenwirkungen reduzieren lassen.

„Wir haben festgestellt, dass die Wirtsklasse der Cucurbiturile eine höhere Affinität zu den für den medizinischen Einsatz entscheidenden Steroiden hat als die der Cyclodextrine“, erklärt Dr. Frank Biedermann, Wissenschaftler am Institut für organische Chemie des KIT. Cyclodextrine sind relativ große Moleküle, die durch ihre flexible Form einerseits anpassungsfähig sind, andererseits aber auch leichter kollabieren. Um die notwendige Wasserlöslichkeit zu erzeugen, braucht man daher eine höhere Dosis des Wirkstoffes und des Begleitmittels. Dies erhöht die unerwünschten Nebenwirkungen des entsprechenden Medikamentes. Zudem verbinden Cyclodextrine sich bevorzugt mit dünneren Molekülketten wie den als Wirkstoff nicht relevanten Cholesterinen.

Anhand von Versuchen mit den Hormonen Testosteron und Estradiol, dem Entzündungshemmer Cortisol und den Muskelrelaktantien Pancuronium und Vercuronium haben die Experten nachgewiesen, dass steroid-haltige Cucurbiturile wesentlich stabiler sind und die Wasserlöslichkeit ihres Gastmoleküls stärker erhöhen. Außerdem können sie als Wirkstoffdepot fungieren, weil sie auch in Blutserum und Magensäure stabil bleiben und Steroide langsamer im Körper freisetzen. Die neue Wirtsgruppe ist biokompatibel und kann in geringerer Dosierung und selektiver eingesetzt werden. In der Folge könnten Medikamenten auf Steroidbasis besser wirken, ihre Nebenwirkungen könnten zurückgehen und die Herstellungskosten sinken.

„Mit Hilfe von Cucurbiturilen könnten in Zukunft neue und effizientere Darreichungsformen von Steroid-Wirkstoffen entwickelt werden“, ist Prof. Dr. Werner Nau, Experte für supramolekulare Chemie an der Jacobs University in Bremen, überzeugt. Doch nicht nur die Pharmakologie profitiert nach Einschätzung der beiden Wissenschaftler von den neuen Wirkstofftransportern, sondern auch die biologische Grundlagenforschung. Denn Cucurbiturile ermöglichen es in Verbindung mit einem Indikator-Farbstoff auch, die Interaktion zwischen Steroiden und Enzymen auf ihrem Weg durch den Körper in Echtzeit zu beobachten.

Diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Moleküle näher zu erkunden ist Ziel von Folgeprojekten am KIT und an der Jacobs University, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert werden. „Je genauer wir den Weg und die Wirkweise der Steroide verstehen, desto gezielter können wir sie auch dort entfernen, wo sie nicht mehr benötigt werden“, erklärt Nau. In einer Folgestudie erforscht zum Beispiel die Doktorandin Alexandra Irina Lazar, wie Steroide nach Verlassen des Körpers in der Umwelt wieder abgebaut werden können.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Steroide
  • Cyclodextrine
  • Testosteron
  • Cortisol
  • Pancuronium
  • Vercuronium
  • Wirkstofftransporter
  • Cucurbiturile
Mehr über Jacobs University
  • News

    Das 136 Millionen Atom-Modell

    Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt ... mehr

    Tilo Halaszovich: Der Starthelfer

    „Wir haben auf dem Campus ein wahnsinniges Gründerpotenzial. Die jungen Leute wollen etwas bewegen, sie suchen nach einem Ventil und sie sind begeistert von dieser Möglichkeit“, erzählt Tilo Halaszovich. Seit kurzem können die Studierenden an der Jacobs University Bremen im Rahmen ihres Stu ... mehr

    Enzyme besser nutzen

    Bei der Biokatalyse werden Enzyme zur Beschleunigung von chemischen Reaktionen verwendet. Sie spielt in vielen Bereichen eine Rolle, etwa bei der Herstellung von Bier, Wein und Käse oder der pharmazeutischen Industrie. Ein Forschungsprojekt an der englischsprachigen Jacobs University unter ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.