In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über die komplexen Mechanismen zur Steuerung der Blutgerinnung.
Hans-Dieter erläutert die zentralen Wirkprinzipien der Thrombozytenaggregationshemmer, darunter die Hemmung der Cyclooxygenase-1 (COX-1), ADP-Rezeptor-Antagonisten und die Blockade des Glykoprotein-2b/3a-Komplexes.
Struktur des Thrombin (weiß) Hirudin (gelb) Komplex. Rote Bereiche = negative Ladungen, blaue Bereiche = positive Ladungen; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bei den Antikoagulantien werden sowohl indirekte Mechanismen wie die Hemmung der Vitamin-K-Epoxid-Reduktase durch Cumarinderivate wie Warfarin und Phenprocoumon als auch direkte Mechanismen vorgestellt. Letztere umfassen die Hemmung von Thrombin durch Hirudin, ein natürliches Peptid aus dem Speichel von Blutegeln. Zudem wird erklärt, wie aus natürlichen Peptiden wie Hirudin (65 Aminosäuren) und Bivalirudin (20 Aminosäuren) durch gezieltes Design kleine Moleküle wie Melagatran entwickelt werden. Diese Peptidmimetika ahmen die für die Thrombin-Interaktion essenziellen Aminosäuren nach und ermöglichen eine präzise Hemmung.
Mit den von Johannes und seinen Mitarbeiter:Innen entwickelten molekularen „Werkzeugen“ sollen biologische Funktionen besser visualisiert werden können. Dabei optimieren sie nicht nur die Struktur der verwendeten Fluoreszenzfarbstoffe, sondern entwickeln auch Sonden wie Peptide, Antikörper und andere Moleküle, die spezifisch an das gewünschte Zielprotein binden können. Diese Sonden werden mit einer Schnittstelle (Linker + TAG) ausgestattet, die es dem Team von Johannes ermöglicht, verschiedene Strukturen an die Sonde anzuknüpfen.
Mittlerweile beschränkt sich Johannes mit seiner Gruppe nicht nur auf Fluoreszenzfarbstoffe, sondern gestaltet diese Strategie als einen vielseitigen Werkzeugkasten. Dieser soll in Zukunft nicht nur diagnostisch eingesetzt werden, sondern mit den entsprechenden molekularen Tools auch therapeutischen Nutzen bieten können.
In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über schwache Analgetika.
Überlagerung der beiden Indometacin (cyan, grün) Rotameren aus den Kristallstrukturen der beiden Cox-Isoformen mit Celecoxib (rot); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Wir verwenden in der Episode die Begriffe schwache bzw. leichte Analgetika synonym, in der Fachliteratur sind noch weitere Bezeichnungen wie periphere oder nichtopioide Analgetika gebräuchlich. Eine einheitliche Bezeichnung gibt es leider nicht, da durch die vielfältigen Angriffspunkte unterschiedlicher Wirkstoffklassen keine allgemein gültige Einteilung möglich ist.
Neben den Wirkstoffklassen und sehr bekannten Vertretern wie Ibuprofen, ASS und Paracetamol geht Hans-Dieter auch auf die drei Wirkungen (schmerzlindernd, fiebersenkend und entzündungshemmend) der schwachen Analgetika ein und beschreibt, wie diese zustande kommen. Wie alle Wirkstoffe haben auch die schwachen Analgetika Nebenwirkungen, die sich entweder aus dem Wirkungsmechanismus oder der Struktur ableiten lassen. Hans-Dieter und Bernd diskutieren auch diese und zeigen dabei, wie Wissenschaftler:Innen daraufhin die Strukturen verändert und weiter entwickelt haben.
Abschließend kündigt Bernd noch drei Termine an: Die Wirkstofftage 2023 in Braunschweig, das GanzOhr 2023 in Berlin und die Lange Nacht der Wissenschaften ebenfalls in Berlin.
Diesmal startet ein neues Projekt im Wirkstoffradio. Ursula Pfeiffer, Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Dr. Bernd Rupp beginnen eine Magazinserie, in der sie zuerst die Reise von Wirkstoffen durch den Körper diskutieren möchten.
Die Inhalte der Pharmakokinetik lassen sich im Akronym „LADME“ zusammenfassen: Freisetzung, Aufnahme, Verteilung, Umbau und Ausscheidung eines Wirkstoffs. Quelle: Scivit, CC BY 4.0 , via Wikimedia Commons
In dieser Folge geht es um die Aufnahme von Wirkstoffen in den Körper. Dabei beschäftigen wir uns mit Darreichungsformen von Arzneistoffen und deren Formulierungen, welche Ziele dabei verfolgt werden müssen, um den Wirkstoff erfolgreich aufnehmen zu können und auf was für Probleme man dabei stoßen kann.
In der Rubrik Wirkstoff des Monats stellt Ursula das Molekül HAMLET vor. Ein Fett-Protein Komplex aus der Muttermilch, der bei Krebszellen den Vorgang der Apoptose auslösen kann.
