Wirkstoffradio – Zur Anwendung im Ohr

WSR071 Hormone: Funktion der Nukleohormone und die Schilddrüsenhormone

Nachdem Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp in Episode WSR069 eine grundlegende Einführung in die Funktionsweise von Hormonen gegeben haben, widmen sie sich in dieser Episode eingehender den Nukleohormonen.

Struktur der Thyronine. Entspricht der Rest R einem Iod Atom (I) liegt Thyroxin (T4) vor, stellt der Rest R ein Wasserstoff Atom (H) dar entspricht die Struktur dem Triiodthyronin (T3); Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Nukleohormone sind Moleküle, die in Zellen die Synthese spezifischer Enzyme auslösen. Um ihre Wirkung zu entfalten, müssen diese Hormone aus den entsprechenden Drüsen freigesetzt, durch den Blutkreislauf zu den Zielzellen transportiert und schließlich bis in den Zellkern vordringen. Hans-Dieter und Bernd erläutern dabei sämtliche notwendigen Schritte – angefangen bei der durch die Hormone im Zellkern ausgelösten Transkription der DNA in die mRNA bis hin zur Translation der mRNA in das gewünschte Enzym.

Als eine wichtige Gruppe dieser Hormonklasse setzen sich Hans-Dieter und Bernd in dieser Episode besonders mit den Schilddrüsenhormonen auseinander. Sie erklären die Synthese und Funktion der Thyronine und gehen abschließend auch auf einige Wirkstoffe zur Behandlung einer Schilddrüsenüberfunktion ein.

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Bernd Rupp

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Mitglied der Gruppe Structural Chemistry and Computational Biophysics Icon

Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje

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WSR070 Pilze: Von Goldschimmel, Hautköpfen und Scheinbuchen - Interview mit Dr. Norbert Arnold

In dieser Episode ist Bernd Rupp wieder zu Gast am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle und spricht mit dem Leiter der Gruppe Naturstoffe & Metabolomik Dr. Norbert Arnold.

Dr. Arnold in der Sammlung der getrockneten Pilz Proben; Quelle: Wirkstoffradio.

Zu Beginn der Episode sprechen Herr Arnold und Bernd über die Entwicklung der Pilze auf der Erde und wie diese sich biologisch einteilen lassen. Es wird erklärt, was der Unterschied zwischen saprophytischen und Mykorrhiza-Pilzen ist. Auch die Morphologie von Pilzen wird behandelt, sowie welche Rolle Pilze in der Wirkstoffforschung bei der Entdeckung neuer Antibiotika spielen. Das Spektrum der Wirkstoffe erstreckt sich dabei von Antihelminthika, Bakteriziden und Fungiziden über zytotoxische Substanzen, die in verschiedenen Therapieformen unentbehrlich für die Behandlung zahlreicher Krankheiten sind.

Dann beschreibt Herr Arnold seine Faszination für die Dermocyben und wie er bei Expeditionen in Chile und Argentinien, aber auch in seinem Labor in Halle vorgeht, um diese zu erforschen. Dabei steht nicht nur die Analyse, sondern auch die Archivierung und Dokumentation der gesammelten Proben im Fokus.

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Bernd Rupp

Dr. Norbert Arnold

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WSR069 Hormone: Vom Hypothalamus zur Hypophyse

In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Hormone, ihre strukturellen Eigenschaften und wie sie im Körper gesteuert werden, um spezifische Aufgaben zu erfüllen.

Struktur von Thyroliberin. Das Pyroglutamat in Position eins ist cyan, blau ist das Histidin an Position 2 und das Prolinamid ist rot hinterlegt; Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Zu Beginn konzentrieren sich Hans-Dieter und Bernd auf die Liberine und Statine des Hypothalamus und erklären die Funktionen dieser Proteohormone. Zum Abschluss erörtern sie die glandotropen und effektorischen Hormone der Hypophyse sowie einige therapeutisch verwendete Mimetika.

Mit dieser Episode feiert das Wirkstoffradio sein fünfjähriges Bestehen, da die Nullnummer WSR000 im September 2018 veröffentlicht wurde. Kurz darauf hatte Hans-Dieter Höltje seinen ersten Auftritt in diesem Podcast mit der ersten regulären Episode, WSR001: „Was sind Wirkstoffe?“.

Hans-Dieter und Bernd ermutigen Hörerinnen und Hörer dazu, sich mit Fragen oder Themenvorschlägen aktiv am Podcast zu beteiligen. Auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind eingeladen, ihr Forschungsgebiet im Rahmen des Wirkstoffradios vorzustellen, sofern es zum thematischen Schwerpunkt passt.

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Bernd Rupp

Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje

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WSR068 Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie: Nanopartikel in Arzneiformen - Interview mit Prof. Dr. Lea Ann Dailey

Für diese Episode war Prof. Dr. Lea Ann Dailey zu Besuch in Berlin und hat Bernd erklärt, welche Rolle Nanopartikel in der Pharmazeutischen Technologie spielen. Lea Ann ist Leiterin der Gruppe „Nanomedicine and pharmaceutical biophysics“ an der Universität Wien.

Prof. Dr. Lea Ann Dailey; Quelle: Wirksoffradio.

Anfangs erörtern Lea Ann und Bernd Themen der Pharmazeutischen Technologie, der Biopharmazie sowie Eigenschaften und Anwendungen klassischer Arzneiformen. Sie diskutieren dabei auch die Überlegungen, die bei der Auswahl einer passenden Arzneiform während der Entwicklung eines Medikaments eine Rolle spielen. Lea Ann betont, wie sowohl die Merkmale des Wirkstoffs als auch die Charakteristika der zugrunde liegenden Erkrankung, aber auch die individuelle Bereitschaft von Patienten ein Medikament einzunehmen, die Wahl der Arzneiform beeinflussen.

Lea Ann und ihre Forschungsgruppe konzentrieren sich auf die Formulierung und Charakterisierung von Nanopartikeln in Medikamenten zur inhalativen Behandlung verschiedener Atemwegserkrankungen. Da Kunststoffnanopartikel in der pharmazeutischen Technologie eine neuartige Art von Hilfsstoffen darstellen, ist es erforderlich, vor ihrer Verwendung in Medikamenten ihre Verträglichkeit in der Lunge zu überprüfen. Zu diesem Zweck haben die Wissenschaftler:innen in Lea Anns Team Verfahren entwickelt, um Nanopartikel detailliert zu analysieren.

Angesichts der steigenden Belastung von Lebensräumen durch die Freisetzung von Mikro- und Nanoplastik infolge des Zerfalls von Kunststoffen in der Umwelt, sind die toxikologischen Auswirkungen dieser Partikel noch unklar. Lea Ann erkannte frühzeitig, dass die von Ihrer Gruppe entwickelten Verfahren nicht nur auf Nanopartikel in der Pharmazie, sondern auch in der Umweltanalytik anwendbar wären. Daher liegt ein weiterer Schwerpunkt von Lea Anns Arbeitsgruppe darin, die Analysemethoden auch auf Plastikpartikel in der Umwelt auszudehnen.

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Bernd Rupp

Prof. Dr. Lea Ann Dailey

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WSR067 Opioid-Analgetika: Von Morphin, Oxycodon und Fentanyl bis Ziconotid und Flupirtin

In der zweiten Episode über Analgetika diskutieren Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp Schmerzmittel aus der Gruppe der Opioide, die früher auch als „starke Analgetika“ bekannt waren.

Zu Beginn der Episode erklärt Hans-Dieter die Lebertoxizität von Paracetamol und wie sie entsteht.

Überlagerung des Morphins (schwarz) mit dem Tyrosin (rot) aus den Enkephalinen; Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Anschließend beschreibt Hans-Dieter die wichtigsten strukturellen Elemente der Morphinstruktur und ihre räumliche Verbindung zueinander. Nach der Entdeckung der Enkephaline als endogene Opioide konnten die strukturellen Segmente identifiziert werden, die für die Wirkung entscheidend sind.

Nach der Darstellung von Morphin und seinen Derivaten wie Heroin, Codein und Oxycodon gehen Hans-Dieter und Bernd auch auf Analgetika der Morphinane und Benzomorphane ein, sowie auf vollsynthetische Vertreter wie Pethidin und Methadon. Sie diskutieren, wie diese Substanzen auch ohne die strukturelle Rigidisierung von Morphin ihre Wirkung an den Opioidrezeptoren entfalten können.

Abschließend besprechen Hans-Dieter und Bernd die Wirkungsmechanismen von Ziconotid und Flupirtin, die sich grundlegend von den klassischen Opioid-Analgetika unterscheiden.

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Bernd Rupp

Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje

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