Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Metalle für die Medizin

23.11.2010
„Bio“ und „anorganisch“ stellen für den Laien eigentlich absolute Gegensätze dar. Ulrich Schatzschneider vereint die beiden Bereiche. Seit September ist er Professor für Bioanorganische Chemie an der Universität Würzburg und forscht unter anderem an Substanzen, die in der Medizin zum Einsatz kommen sollen – entweder in der Bildgebung oder als Medikament.

Ist „Bioanorganische Chemie“ ein Widerspruch? Im Prinzip: Ja. Schließlich steht Bio für Leben und Anorganik für unbelebte Materie wie Metalle, Erze oder Mineralien. In der Realität: Nein. „Metalle spielen in der Biologie eine wichtige Rolle. Etwa ein Drittel aller Enzyme, die im menschlichen Körper arbeiten, sind sogenannte Metallo-Enzyme“, sagt Ulrich Schatzschneider.

Eisen, Kupfer, Zink, Kobalt: „Unbelebte“ Elemente wie diese finden sich überall im Körper. Zwar ist ihr Anteil am Gesamtgewicht verschwindend gering – ein 70-Kilo-Mensch trägt gerade mal vier Gramm Eisen mit sich herum, das sind nur 0,006 Prozent. Jedoch sind sie an ganz zentralen Funktionen im Stoffwechsel beteiligt; ein Mangel zieht deshalb in der Regel schwerwiegende Erkrankungen nach sich.

Wie bioanorganische Chemiker arbeiten

Kein Wunder, dass sich die Wissenschaft für sie interessiert. „Wir arbeiten mit artifiziellen Metall-Komplexen, die in der Medizin zum Einsatz kommen sollen“, sagt Schatzschneider. Was das bedeutet? Der Chemiker und seine Mitarbeiter nehmen ein Metall-Ion und gruppieren eine Hülle aus organischen Molekülen darum herum. Die Kombination der jeweiligen Eigenschaften soll, wenn alles wie gewünscht verläuft, dem Komplex genau die Eigenschaften verleihen, die von der Medizin benötigt werden.

Neue Medikamente gegen Krebs und Infektionen

Zum Einsatz könnten die neuen Stoffe beispielsweise in der Krebstherapie kommen. Schon heute arbeiten viele Chemotherapeutika auf der Basis von Metallen; Platin hat sich dabei als besonders erfolgreich erwiesen. „Aktuell beträgt der jährliche Umsatz von Platinkomplexen in diesem Bereich etwa drei Milliarden Euro“, sagt Schatzschneider. Aber noch längst nicht alle Krebsarten lassen sich so erfolgreich behandeln wie zum Beispiel der Hodenkrebs. Wird dieser rechtzeitig erkannt, beträgt die Heilungsrate nach einer Chemotherapie mit einem Platin-Komplex über 90 Prozent. Für die anderen Krebsarten neue Mittel zu entwickeln, betrachtet Schatzschneider als „Teil seiner Arbeit“.

Auch im Kampf gegen Infektionen, als Antibiotika, könnten solche Metall-Komplexe zum Einsatz kommen. „Wir benötigen dafür von Strukturbiologen Informationen, zum Beispiel über den Aufbau eines Enzyms, das für den Krankheitserreger lebensnotwendig ist“, sagt Schatzschneider. Mit diesen Informationen können die Chemiker dann ein Molekül konstruieren, das im Idealfall das aktive Zentrum dieses Enzyms hemmt.

Der Weg zum Medikament ist jedoch weit. Von den vielen Stoffen, die Schatzschneider und sein Team entwickeln, erweist sich nur ein verschwindend geringer Teil als tatsächlich geeignet. Und bis dann tatsächlich ein für den Menschen geeignetes Produkt in den Apotheken liegt, benötigt es noch einmal sehr viel Zeit und jede Menge Geld.

Eine elegante Methode für die Bildgebung

Ähnlich wie bei der Entwicklung neuer Antibiotika ist auch die Vorgehensweise in dem zweiten Einsatzbereich von Metall-Komplexen in der Medizin: den bildgebenden Verfahren. Dabei wollen die Wissenschaftler solche Moleküle, mit entsprechenden „Erkennungseinheiten“ versehen, in Entzündungsherde und Tumorzellen einschleusen. Dank ihrer speziellen Eigenschaften lassen die Moleküle sich dort gut beobachten und geben somit hoch aufgelöst Auskunft über ihren Aufenthaltsort im Körper. „Das ist eine sehr elegante Methode“, sagt Schatzschneider, weil im Vergleich zu anderen Methoden Störeinflüsse dabei weitaus geringer seien.

Ulrich Schatzschneiders Lebenslauf

Ulrich Schatzschneider wurde 1971 in Berlin geboren. Aufgewachsen ist er im Ruhrgebiet. An der Universität Düsseldorf studierte er von 1992 bis 1998 Chemie. Die „Kombination aus handwerklichen und intellektuellen Herausforderungen“ habe ihn an dem Fach besonders fasziniert. Und: „Chemiker müssen kreativ sein. Sie sind im Prinzip molekulare Architekten“, sagt er.

Als Doktorand hat Schatzschneider am Max-Planck-Institut für Bioanorganische Chemie in Mülheim an der Ruhr geforscht; danach war er von 2002 bis 2004 Postdoc am California Institute of Technology in Pasadena, USA. Weitere Stationen seiner Karriere waren: Nachwuchsgruppenleiter am Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Uni Heidelberg; DFG-Nachwuchsgruppenleiter am Lehrstuhl für Anorganische Chemie I der Uni Bochum und eine Vertretungsprofessor an der Universität Hamburg.

Hervorragende Rahmenbedingungen in Würzburg

Seit diesem September ist Schatzschneider Professor für Bioanorganische Chemie am Institut für Anorganische Chemie der Universität Würzburg. In Würzburg finde er hervorragende Rahmenbedingungen für seine Arbeit, sagt der Chemiker. Hier existieren bereits zwei Sonderforschungsbereiche, die sich mit bildgebenden Verfahren und neuen Wirkstoffen gegen Infektionskrankheiten befassen – also genau den Gebieten, die sich für Metall-Komplexe als Einsatzort anbieten. Hier könnten sich Biophysiker, die an immer besseren Bildern aus dem menschlichen Körper arbeiten, Mediziner, die nach neuen Medikamenten suchen, und Chemiker, die maßgeschneiderte Stoffe entwickeln gegenseitig ideal ergänzen.

Kontakt
Prof. Dr. Ulrich Schatzschneider, T: (0931) 31-83636, E-Mail: ulrich.schatzschneider@uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kostformen im Vergleich: Für Menschen mit Diabetes ist die Mittelmeer-Diät besonders gut geeignet
19.01.2018 | Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke

nachricht Vielversprechender Malaria-Wirkstoff erprobt
19.01.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie