Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Substanzen verbessern Medikamententransport in Zellen

06.09.2011
Biologen der TU Darmstadt haben Möglichkeiten gefunden, Wirkstoffe schneller in lebende Zellen zu transportieren. Das könnte die Medikamentendosis künftig drastisch reduzieren.

Medikamente entfalten ihre Wirkung erst, wenn sie von den entsprechenden Zellen des betroffenen Organs aufgenommen und dort für den Stoffwechsel verfügbar sind. Doch so unterschiedliche Zelltypen es gibt: Sie alle sind von einer Membran umgeben, die nur für ganz spezifische Stoffe beziehungsweise Partikel durchlässig ist.

Biomediziner suchen daher dringend neue Wege, um gezielt Medikamente in Zellen einzuschleusen. Einen großen Schritt vorangekommen sind nun Prof. Cristina Cardoso und Dr. Henry D. Herce vom Fachbereich Biologie der TU Darmstadt. Sie haben Möglichkeiten gefunden, den Transport insbesondere wasserlöslicher Stoffe deutlich zu verbessern.

Die Wissenschaftler beschäftigen sich schon seit mehreren Jahren mit kurzen Eiweißketten, die sich durch Zellmembranen bohren. Solche winzigen Eiweiße, sogenannte zellpenetrierende Peptide (CPP), können quasi als Vehikel für Wirkstoffe dienen, die einfach an sie angehängt und in die Zelle mitgeschleppt werden.

Ringförmige Eiweiße transportieren Medikamente schneller

Die Darmstädter Biologen haben nun in einer in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications (doi:10.1038/ncomms1459) veröffentlichten Arbeit gezeigt, dass ringförmige Eiweiße besonders gute Vehikel sind. Bei ihnen liegen sowohl Transportrate als auch Transportgeschwindigkeit deutlich höher als bei kettenförmigen CPPs. In der Praxis könnte das zur Folge haben, dass sich künftig sowohl die Medikamentendosen als auch die Zeit bis zum Einsetzen der Wirkung drastisch reduzieren ließen.

Das kleine Eiweiß TAT zum Beispiel ist eine längliche, flexible Kette, an deren „Rückgrat“ unterschiedliche Seitenzweige hängen. Dieses Rückgrat hat relativ viele Freiheitsgrade, ist also recht beweglich, ebenso wie die Seitenketten. Die Untersuchungen der Darmstädter zeigten, dass der Membrantransport durch eine weniger flexible Struktur des Transporters, wie sie in einer zyklischen Form vorliegt, stark begünstigt wurde. Denn ausschlaggebend scheint zu sein, dass sogenannte Guanidinium-Gruppen in den Seitenzweigen einen möglichst großen Abstand voneinander haben. Das ist am ehesten in der zyklischen Form der Fall, wenn das Rückgrat einen Kreis bildet und die Seitenzweige und damit die Guanidinium-Gruppen wie Sonnenstrahlen von dem Kreis abstehen. Das zyklische TAT gelangte so 15 Minuten früher in die Zelle als das übliche kettenförmige TAT. Der Ringschluss steigerte dabei nicht nur beim TAT, sondern auch bei anderen Arginin-reichen CPPs die Effizienz.

In Zukunft wollen die Biologen der TU Darmstadt den Transport konkreter wasserlöslicher Wirkstoffe erforschen. Zu klären bleibt auch noch, wie die Zelle mit den zyklischen Nanotransportern umgeht: ob sie sie wieder ausstößt, abbaut oder ob sie einfach in der Zelle verbleiben. Und letztendlich müssen die Versuche, die an unter künstlichen Bedingungen gehaltenen Zellen durchgeführt wurden, noch „in vivo“ bestätigt werden.

Pressekontakt
Dr. Henry D. Herce
06151/16-5074
hdherce@gmail.com
MI-Nr. 71/2011, Kneifel

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise