Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Medizinische Wirkstoffe schneller finden

27.03.2008
Neues Verfahren der TU Darmstadt bringt Kosteneinsparungen durch Recycling

Wissenschaftler der Technischen Universität Darmstadt haben ein Verfahren entwickelt, mit dem die Suche nach medizinisch wirksamen Substanzen nicht nur wesentlich beschleunigt, sondern auch deutlich kostengünstiger durchgeführt werden könnte.

Das neue Verfahren wurde in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Wolf-Dieter Fessner vom Institut für Organische Chemie und Biochemie der TU Darmstadt erarbeitet.

Für die Suche nach neuen Medikamenten nutzen Forscher sogenannte Substanz-Bibliotheken, in denen potenzielle Wirkstoffe gesammelt werden. Sie enthalten sowohl natürlich vorkommende als auch künstlich hergestellte Substanzen Die entsprechenden chemischen oder biotechnologischen Herstellungsverfahren sind allerdings zeit- und kostenaufwändig.

... mehr zu:
»Matrix »Synthese

Das neuentwickelte Darmstädter Verfahren ist nicht nur wesentlich schneller als bisherige Methoden, im Sinne einer "grünen Chemie" könnte es damit auch bald möglich sein, alle bislang nur einmal verwendbaren Materialien zu recyceln. "Sämtliche, zum Teil sehr teuren Bestandteile, die bei der Synthese von potenziellen Wirkstoffen verwendet werden, können effizient zurückgewonnen und wieder verwendet werden", erläutert Fessner.

Der Trick mit der indirekten Bindung

Das Verfahren ist eine Abwandlung der für den Aufbau von Substanz-Bibliotheken üblichen sogenannten Festphasen-Synthese. Dabei wird der zu produzierende Stoff an einen unlöslichen Festkörper gebunden, die sogenannte Matrix. Im Gegensatz zur Synthese mit Hilfe löslicher Stoffe ist diese Herstellungsart mit einem hohen Verbrauch von Chemikalien verbunden, hat allerdings den Vorteil, dass der einmal produzierte Stoff sehr viel einfacher und kostengünstiger isoliert werden kann.

Prof. Fessner hat nun herausgefunden, wie sich die jeweiligen Vorteile der beiden Verfahren miteinander verbinden lassen. Der Darmstädter Chemiker bindet hierfür den zu produzierenden Stoff nicht direkt an einen unlöslichen Festkörper, sondern an eine wasserabweisende sogenannte Ankersubstanz, die wiederum an der Matrix hängt. Nach der Synthese kann die Substanz durch Waschen mit Wasser sehr einfach isoliert werden.

Danach kann durch Zugabe eines organischen Lösungsmittels die Bindung des Ankers an die Matrix aufgehoben werden, so dass die Substanz in reiner Form vorliegt. Sie kann danach jederzeit erneut an die Matrix geheftet werden. Und eben weil die Bindungskräfte zwischen Matrix und zu produzierender Substanz nicht auf festen chemischen Bindungen beruhen, kann der Festkörper wiederverwendet werden.

"Das senkt die hohen Kosten deutlich, denn die Matrix ist sehr teuer. Bislang war sie ein Wegwerfprodukt wie alle anderen Materialien auch", betont Fessner.

Anwendungsbeispiel Tumormarker

Bestimmte Zuckermoleküle, sogenannte Oligosaccharide, sind als "Tumormarker" bei Krebszellen potenzielle Angriffspunkte neuer Medikamente. Mit diesen Oligosacchariden haben die Darmstädter Chemiker ihr neues Herstellungsverfahren getestet.

"Wir konnten sehr viel schneller die zahllosen natürlich vorkommenden Oligosaccharide sowie Varianten davon produzieren", so Fessner. "Allein die Reinigung der Zuckermoleküle von allen Nebenkomponenten aus der Synthese, also die Isolierung des Zielmoleküls, dauert normalerweise oft ein bis zwei Tage. In unserem Verfahren ist es ein einziger mechanischer Filtrationsschritt, der ein paar Minuten dauert", präzisiert Fessner.

Ein weiterer Vorteil der Darmstädter Synthese: Das Verfahren ist skalierbar. Das heißt, dass mit ein und demselben Verfahren sowohl kleinste Substanzmengen für die Herstellung der Substanz-Bibliotheken als auch große Mengen für die Produktion hergestellt werden können. Auch das ist neu. Fessner erläutert: "Mit den gleichen Apparaturen können Pharmafirmen nun theoretisch Synthesen unterhalb des Milligramm-Bereichs bis hin zur Produktion von potenziellen neuen Wirkstoffen zu deren Prüfung im Kilogrammbereich herstellen. Bislang musste jeder einzelne Herstellungsschritt völlig neu entwickelt werden."

Jörg Feuck | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-darmstadt.de/

Weitere Berichte zu: Matrix Synthese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verbesserte Kohlendioxid-Fixierung dank Mikrokompartiment
25.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Regenbogenfarben enthüllen Werdegang von Zellen
25.09.2017 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops