Medikament-Entwicklung: Leber im Reagenzglas simuliert Stoffwechsel

Beim Abbau von Arzneistoffen in der menschlichen Leber können giftige Stoffwechselprodukte entstehen, die im Organ zellschädigende Wirkung entfalten. Biotechnologinnen und –technologen des Grazer K2 Kompetenzzentrums acib haben mit den Industriepartnern F. Hoffmann LaRoche und Novartis ein Testsystem zur Prävention entwickelt. Dabei wird im Reagenzglas mittels isolierter Leberenzyme der Abbau von Medikamenten wie im Körper simuliert.

Bis neue Medikamente gegen eine Krankheit auf den Markt kommen können, dauert es oft Jahre. Das liegt an den zahlreichen Tests an Zell- und Gewebekulturen, Tierversuchen und klinischen Studien, die die Wirksamkeit, Verträglichkeit und Sicherheit des Arzneistoffs nachweisen sollen. Um giftige Effekte von Arzneimitteln - vor allem auf die Leber als Hauptabbauort von Pharmazeutika im Körper - besser vorhersagen zu können, hat das Austrian Centre of Industrial Biotechnologie (acib) in Graz gemeinsam mit F. Hoffmann-LaRoche und Novartis eine neue Methode entwickelt. Die Forscherinnen und Forscher ziehen isolierte Leberenzyme heran und verfolgen im Reagenzglas Schritt für Schritt die Produktion der Stoffwechselprodukte von Wirkstoff-Kandidaten. So wird eine Wirkstoff-Testung bereits im frühen Stadium möglich. Bisher musste die Pharmaindustrie alle Abbauprodukte, die im Körper aus dem Medikament entstehen, vorhersagen, chemisch herstellen und einzeln auf ihre Wirksamkeit überprüfen.

"Anstatt den Abbau von neuen Substanzen in homogenisierten Leberproben zu untersuchen, bauen wir die einzelnen menschlichen Leberenzyme in Escherichia-Coli-Bakterien, die in Hefe kultiviert werden nach", schilderte ACIB-Forscherin Margit Winkler. Die isolierten Enzyme können dann selektiv auf ihr Zusammenspiel mit den Wirkstoffkandidaten ausgetestet werden. "So können wir das exakte Stoffwechselprodukt in einer Quantität herstellen, dass es für weitere Tests verfügbar wird", berichtete die Grazer Forscherin.

"Unser Ziel ist es, jedes einzelne Enzym aus dem menschlichen Abbau-Stoffwechsel zur Verfügung zu haben", so Winkler. Bisher hat sie vor allem mit den zu den Redoxenzymen gehörenden Oxygenasen gearbeitet. Sie werden bereits in der ersten Stufe der Aufnahme von Medikamenten im Körper aktiv. Diese speziellen Enzyme wurden auf ihre Funktion beim Abbau des Wirkstoffes Moclobemid - eine Substanz, die bei Depressionen verschrieben wird - untersucht.

Das in Graz St. Peter beheimatete acib ist das österreichische K2-Zentrum für industrielle Biotechnologie. Im acib arbeiten unter der Leitung der TU Graz sieben Universitäten mit 27 außeruniversitären Projektpartnern zusammen.

zurück zur Übersicht