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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über eine weitere Klasse von Nukleohormonen, nämlich die Sexualhormone. Diese Hormone lassen sich in drei Gruppen unterteilen: Estrogene, Gestagene und Androgene.
Vergleich der Bindungskomplexe von Estradiol [A] bzw. Raloxifen [B] mit dem Estrogenrezeptor. Dabei ist die unterschiedliche Lage der Helix 12 (blauer Pfeil) in beiden Komplexen klar zu erkennen; Quelle: Hans-Dieter Höltje.Die Diskussion erstreckt sich nicht nur über die Strukturen der jeweiligen Hormone und die oral verfügbaren Wirkstoffe, sondern Hans-Dieter und Bernd gehen auch auf Wirkstoffe mit antihormonaler Wirkung ein. Dabei beschreiben sie die Interaktionen dieser Wirkstoffe mit den entsprechenden Rezeptoren. Durch gezielte Veränderung der Hormonstruktur bzw. der Hormonanaloga werden weitere Wechselwirkungen eingeführt, so dass die Antihormone besser und länger an den Rezeptor gebunden werden. Dadurch wird die Bindung des eigentlichen Hormons verhindert, sodass es seine Wirkung nicht entfalten kann.
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.
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.
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.
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.
