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Charité-Wissenschaftler entwickeln neue Opioide mit weniger Nebenwirkungen

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Charité Universitätsmedizin Berlin und des Zuse-Instituts Berlin haben eine neue Generation von Schmerzmedikamenten entwickelt. Wie die Charité mitteilte, haben sie mit Hilfe von Computersimulationen neue Opioide entworfen, die ausschließlich an der Stelle der Verletzung oder Entzündung wirken. Damit könnten typische Nebenwirkungen von herkömmlichen Opioiden im Gehirn oder Darm (Benommenheit, Übelkeit, Verstopfung und Suchtentstehung, in einigen Fällen sogar Atemstillstand) vermieden werden. Die Substanzen wurden erfolgreich in vorklinischen Experimenten getestet. Die Studienergebnisse sind in den Fachjournalen Pain* und Scientific Reports** nachzulesen.

Bei seiner Forschung habe das Team um Prof. Christoph Stein (Klinik für Anästhesiologie mit Schwerpunkt operative Intensivmedizin der Charité) und Privatdozent Dr. Marcus Weber (Zuse-Institut Berlin) Computersimulationen durchgeführt und zwei neuartige Opioidsubstanzen entwickelt. Beide basierten auf dem gleichen Ausgangsmolekül, dem Fentanyl. Die Ausgangshypothese war, dass in verletztem oder entzündetem Gewebe eine verstärkte Interaktion zwischen Opioidagonisten und Opioidrezeptoren stattfindet. Die Computersimulationen ließen den Angaben zufolge darauf schließen, dass die in entzündetem Gewebe vorliegende erhöhte Konzentration von Protonen der Grund dafür ist. Dadurch sei der pH-Wert niedriger als im gesunden Gewebe – die Folge sei eine Ansäuerung. Um Opioidrezeptoren zu aktivieren, sei eine Protonierung von bindungsfähigen Opioidmolekülen notwendig. Diese Zusammenhänge hätten die Wissenschaftler genutzt und die zwei Substanzen so gestaltet, dass sie lediglich in entzündeter Umgebung protoniert sind und die Opioidrezeptoren allein am Ort der Gewebeverletzung oder Entzündung aktivieren, jedoch nicht im Gehirn oder Darm.

„Unsere innovative Entwicklungsmethode liefert eine solide Grundlage für eine neue Generation von Schmerzmedikamenten“, berichtete Prof. Stein, „solche Medikamente könnten die riskanten Nebenwirkungen von bisherigen Opioiden verhindern und damit Komplikationen reduzieren.“ Zusätzlich könnten sie einen Beitrag zur Bewältigung der Opioid-Krise leisten, wie sie vor allem in den USA zu beobachten ist.“ Die Forscher möchten die entworfenen Substanzen nun so weiterentwickeln, dass sie Patientinnen und Patienten zugutekommen. Darüber hinaus möchten sie die molekularen Grundlagen der komplexen Interaktionen in entzündetem Gewebe noch besser verstehen, um weitere Erkenntnisse zur Optimierung von Opioiden ableiten zu können. Idealerweise lassen sich diese dann auch für andere Medikamente, zum Beispiel zur Behandlung von Bluthochdruck, nutzen.

Literaturquellen:

*Rodriguez-Gaztelumendi A et al. Analgesic effects of a novel pH-dependent μ-opioid receptor agonist in models of neuropathic and abdominal pain. Pain. 2018 Jul 2. doi: 10.1097/j.pain.0000000000001328.

**Spahn V et al. Opioid receptor signaling, analgesic and side effects induced by a computationally designed pH-dependent agonist. Sci Rep. 2018 Jun 12;8(1):8965. doi: 10.1038/s41598-018-27313-4.

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