Medikamente der Zukunft

Neue Arzneien braucht die Welt

Seit Menschengedenken nutzen wir Kräuter, Wurzeln, Baumrinde und Pflanzensäfte als Arzneistoffe. Das Wissen um ihre Wirkung wurde von Generation zu Generation weitergegeben. Heute helfen uns die Vorbilder aus der Natur, um mit modernen Methoden zu neuen Wirkstoffen zu gelangen.

Viele der heute angewandten Arzneimittel beruhen auf altbekannten Quellen: Das Herzmedikament Digitalis stammt beispielsweise aus dem Fingerhut, einer seit dem Altertum bekannten giftigen Blütenpflanze. Der Wirkstoff im Aspirin leitet sich von Inhaltsstoffen der Weidenrinde ab. Und einige Betäubungsmittel haben ihren Ursprung im Morphin aus dem Schlafmohn. Jede dritte Pflanze, aus der wir Medikamente herstellen, kommt aus dem Regenwald. Dabei ist gerade einmal 1 Prozent der dort vorkommenden Pflanzenarten erforscht. Mit dem Aussterben von Pflanzenarten drohen mögliche Kandidaten für Arzneien der Zukunft für immer zu verschwinden. Denn auch die moderne Pharmakologie nutzt natürliche Wirkstoffe als Ausgangssubstanzen, um durch chemische Veränderungen die Eigenschaften des Arzneistoffs nach Wunsch zu beeinflussen.

In den Labors ist man jedoch schon einen Schritt weiter: Die rasanten Entwicklungen in Proteinchemie, Genomsequenzierung und Computertechnik verschmelzen zu einem völlig neuen Ansatz bei der Medikamentenentwicklung: dem Rational Drug Design. Ziel ist es, anhand der dreidimensionalen Struktur von körpereigenen Proteinen exakte Angriffspunkte für neue Wirkstoffe zu finden. So können völlig neue Stoffklassen in den Blickpunkt rücken, die auf klassischem Weg niemals in Betracht gezogen worden wären. Die Pharmakologie der Zukunft vereint Regenwald und Computer.

Die Suche nach neuen Medikamenten ist ein langwieriger Prozess

Bild 1 - die Suche nach neuen Medikamenten ist ein langwieriger Prozess

Um aus einem Naturstoff ein wirksames Medikament zu gewinnen, sind aufwändige Vorarbeiten nötig: Die wirksame Substanz muss identifiziert, gereinigt und getestet werden. Ihr Wirkstoffgehalt muss standardisiert werden, um eine gleichbleibende Qualität zu erhalten. Und schließlich muss die geeignete Darreichungsform gefunden werden, um die Inhaltsstoffe an ihren Wirkungsort zu transportieren: Pille, Dragee, Pulver, Saft, Injektionslösung oder Zäpfchen sind nur einige der Möglichkeiten.

Bild 2 - die Suche nach neuen Medikamenten ist ein langwieriger Prozess

Um Arzneimittel zu erhalten, die besser verträglich, leichter anzuwenden oder gezielter wirksam sind, werden Naturstoffe oft verändert. Dazu wird zunächst eine Vielzahl leicht abgewandelter Versionen der Ausgangssubstanz chemisch synthetisiert. Diese Stoffe werden systematisch untersucht, beispielsweise auf ihre Fähigkeit hin, bestimmte Stoffe im Körper zu binden. Vollautomatische High-Throughput-Roboter können Tausende solcher Substanzen in kürzester Zeit testen und geeignete Kandidaten für weitere Tests herausfiltern.

Bild 3 - die Suche nach neuen Medikamenten ist ein langwieriger Prozess

Künftig wird die dreidimensionale Struktur von chemischen Verbindungen mehr und mehr in den Vordergrund rücken: Am Computer können Wirkstoffe vorab daraufhin untersucht werden, wie gut sie in die aktiven Bereiche ihrer Zielmoleküle passen. Das reduziert die Zahl der zu testenden Substanzen erheblich und öffnet Wege für völlig neue Wirkstoffklassen.

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