Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Photopharmakologie: Lichtsensibler Wirkstoff gegen Diabetes

14.10.2014

LMU-Forschern ist es gelungen, ein Diabetes-Arzneimittel von Lichtreizen abhängig zu machen. Der Prototyp JB253 initiiert die Freisetzung von Insulin im Experiment erst dann, wenn er mit blauem Licht stimuliert wird.

Molekulare optische Schalter können die Signalübertragung von Molekülen beeinflussen. In einer Forschungsstudie, angeführt von Dirk Trauner, Professor für Chemische Biologie und Genetik an der LMU, und Johannes Broichhagen (LMU) sowie Professor Guy Rutter und Dr. David Hodson vom Imperial College London, ist es gelungen, einen optischen Schalter für Medikamente aus der Klasse der Sulfonyl-Harnstoffe zu entwickeln, die bei Diabetes vom Typ 2 eingesetzt werden. Darüber berichten die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift Nature Communications.

„Wir verbinden synthetische molekulare Schalter, die auf Licht reagieren, mit natürlichen Rezeptoren. Diese hybriden Fotorezeptoren machen die Moleküle für Licht ansprechbar“, erläutert Dirk Trauner das Prinzip der molekularen optischen Schalter. „Licht lässt sich sehr genau kontrollieren, sodass wir die Moleküle gezielt ansprechen können. Außerdem ist die Reaktion reversibel.“

Wird dieses Prinzip auf Arzneimittel übertragen, kann ein Wirkstoff allein durch einen Lichtreiz freigesetzt werden. Molekulare optische Schalter könnten ganz neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnen. Bei Diabetes ist infolge einer gestörten Insulinzufuhr der Blutzuckerspiegel erhöht, weil Kohlenhydrate nicht richtig verwertet werden können.

Für Sulfonyl-Harnstoffe, die bei Diabetes vom Typ 2 die Insulinfreisetzung in der Bauchspeicheldrüse auslösen, haben die Forscher nun den Prototyp JB253 entwickelt und erfolgreich im Labor getestet: Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse setzen Insulin frei, sobald der mit einem optischen Schalter versehene Arzneistoff mit blauem Licht stimuliert wird. Geht das Licht aus, stoppt auch die Insulingabe.

Zukunftspläne: Pille mit Lichtschalter

Sulfonyl-Harnstoffe setzen an den Kaliumkanälen von Zellen in der Bauchspeicheldrüse an. „Der Prototyp JB253 könnte ein wichtiges Werkzeug sein, um die Funktion der Kaliumkanäle zu untersuchen“, sagt Trauner, der die Photopharmakologie nicht nur für ein wertvolles Forschungswerkzeug hält: „Wir sind überzeugt, dass sie in nicht allzu ferner Zukunft auch klinisch Bedeutung erlangt.“

Die Vision der Forscher ist, dass das Arzneimittel als Tablette eingenommen werden kann. Der Wirkstoff würde erst in dem Moment freigesetzt, indem der Patient ein blaues LED-Licht an seine Haut hält. Wird das Licht ausgeknipst, stoppt die Medikamentenzufuhr.

„Es ist noch ein langer Weg, bevor eine solche Therapie für Patienten möglich wird. Sie würde ihnen erlauben, ihren Blutzuckerspiegel besser zu kontrollieren. Außerdem könnten so Nebenwirkungen reduziert werden, da der Wirkstoff gezielt dort freigesetzt werden kann, wo er benötigt wird“, sagt Dr. Hodson vom Imperial College London. Allerdings muss der Prototyp JB253 noch seine blutzuckersenkende Wirkung im Tiermodell zeigen.

Publikation:
Johannes Broichhagen, Matthias Schönberger, Simon C. Cork, James A. Frank, Piero Marchetti, Marco Bugliani, A.M. James Shapiro, Stefan Trapp, Guy A. Rutter, David J. Hodson and Dirk Trauner:
„Optical control of insulin release using a photoswitchable sulfonylurea“
In: Nature Communications
http://www.nature.com/ncomms/2014/141014/ncomms6116/full/ncomms6116.html

Kontakt:
Professor Dirk Trauner
Department Chemie
Chemische Biologie und Genetik
Ludwig-Maximilians-Universität München
Tel: 089 2180-77800
E-Mail: dirk.trauner@lmu.de
http://cup.uni-muenchen.de/oc/trauner/group/dirktrauner

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: 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...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie