Uni­ver­si­tät Bay­reuth: Mala­ria-The­ra­pien – bald schon viel ein­fa­cher, fle­xi­bler und effi­zi­en­ter?

Mala­ria-Infek­tio­nen las­sen sich mög­li­cher­wei­se schon bald viel effi­zi­en­ter behan­deln als heu­te. For­scher an den Uni­ver­si­tä­ten Bay­reuth und Jeru­sa­lem haben hier­für ein neu­ar­ti­ges Ver­fah­ren zur Wirk­stoff-Frei­set­zung ent­wickelt. Der Wirk­stoff Artemi­so­ne lässt sich damit zuver­läs­sig in Men­gen und Zeit­ab­stän­den ver­ab­rei­chen, die exakt auf das Krank­heits­bild des ein­zel­nen Pati­en­ten abge­stimmt sind. In der Zeit­schrift „Glo­bal Chal­len­ges“ stel­len die Wis­sen­schaft­ler ihre Ent­wick­lung vor. Die For­schungs­ar­bei­ten waren Teil eines Pro­jekts, das von der Deut­schen For­schungs­ge­mein­schaft (DFG) für fünf Jah­re mit ins­ge­samt rund 1,5 Mil­lio­nen Euro geför­dert wird.

Zuver­läs­sig und fle­xi­bel: Win­zi­ge Fasern ermög­li­chen die opti­ma­le Dosis

Um den Ver­lauf einer Mala­ria-Behand­lung fle­xi­bel dem indi­vi­du­el­len Krank­heits­bild anpas­sen zu kön­nen, haben die Wis­sen­schaft­ler den Wirk­stoff Artemi­so­ne auf spe­zi­el­len Poly­mer­fa­sern platz­iert. Die­se Fasern sind unge­fähr 100mal dün­ner als ein mensch­li­ches Haar. Sobald sie mit einer ten­sid­hal­ti­gen Stan­dard-Infu­si­ons­flüs­sig­keit in Kon­takt kom­men, wird das Artemi­so­ne all­mäh­lich frei­ge­setzt. Wie hoch die Artemi­so­ne-Dosis ist, die in den Blut­kreis­lauf des Pati­en­ten gelangt, lässt sich dabei auf ein­fa­che Wei­se regu­lie­ren. Die Fasern, aus denen die Artemi­so­ne-Mole­kü­le frei­ge­setzt wer­den, kön­nen den Orga­nis­mus des Pati­en­ten nicht errei­chen. Sie blei­ben unter­halb des Flüs­sig­keits­be­häl­ters in der Tropf­kam­mer fixiert.

Das Ver­fah­ren unter­schei­det sich damit grund­le­gend von bis­he­ri­gen Ansät­zen, ein „Pro­gram­med release“ für Anti­ma­la­ria-Wirk­stof­fe zu ent­wickeln. Denn bis­lang hat sich die For­schung auf die Fra­ge kon­zen­triert, wie die­se Wirk­stof­fe inner­halb des Orga­nis­mus kon­trol­liert frei­ge­setzt wer­den kön­nen. Vor allem Implan­ta­te und spe­zi­el­le Ver­kap­se­lun­gen von Tablet­ten wur­den dafür in Betracht gezo­gen. „Alle die­se Ansät­ze sind auf Schwie­rig­kei­ten gesto­ßen, die bis­her nicht über­zeu­gend gelöst wer­den konn­ten. Unser Ver­fah­ren zeich­net sich dadurch aus, dass wir die Wirk­stoff-Frei­set­zung vor­ver­la­gern. Sie fin­det im Infu­si­ons­sy­stem und somit kom­plett außer­halb des Orga­nis­mus statt“, erklärt Prof. Dr. Andre­as Grei­ner von der Uni­ver­si­tät Bay­reuth. „Des­halb ent­fal­len alle unkon­trol­lier­ba­ren Gesund­heits­ri­si­ken, die ent­ste­hen kön­nen, wenn ein Wirk­stoff­trä­ger sich über einen län­ge­ren Zeit­raum im Kör­per befin­det und erst hier schritt­wei­se den Wirk­stoff frei­setzt“, ergänzt der Bay­reu­ther Dok­to­rand Amir Reza Bag­he­ri M.Sc., ergänzt der Bay­reu­ther Dok­to­rand Amir Reza Bag­he­ri M.Sc., der zu den poly­mer­wis­sen­schaft­li­chen For­schungs­er­geb­nis­sen wesent­lich bei­getra­gen hat.

Die an der Ent­wick­lung des neu­en Anti­ma­la­ria-Ver­fah­rens betei­lig­ten Wis­sen­schaft­ler beto­nen, dass sich die win­zi­gen Poly­mer­fa­sern auch als Vehi­kel für ande­re Wirk­stof­fe eig­nen und daher die Behand­lung wei­te­rer Krank­hei­ten unter­stüt­zen kön­nen.

Kei­ne Uto­pie mehr: Effek­ti­ve Hil­fe für Mala­ria-Pati­en­ten in den Tro­pen

Das neue The­ra­pie­ver­fah­ren knüpft an Unter­su­chun­gen ande­rer For­schungs­ein­rich­tun­gen an, in denen Artemi­so­ne mit viel­ver­spre­chen­den Ergeb­nis­sen gete­stet wur­de. „Die vor­kli­ni­schen Tests zei­gen, dass Artemi­so­ne kla­re Vor­tei­le gegen­über dem Wirk­stoff Artemi­s­i­nin hat, der heu­te zur Behand­lung von Mala­ria-Infek­tio­nen ein­ge­setzt wird. Des­halb haben wir bei der Ent­wick­lung unse­res The­ra­pie­ver­fah­rens von vorn­her­ein auf die­sen effi­zi­en­te­ren Wirk­stoff gesetzt, bei dem es sich – che­misch gespro­chen – um ein Artemi­s­i­nin-Deri­vat han­delt“, erklärt Prof. Dr. Jacob Golen­ser von der Hebräi­schen Uni­ver­si­tät Jeru­sa­lem. Er ist zuver­sicht­lich, dass Artemi­so­ne in nicht all­zu fer­ner Zukunft für die Behand­lung von Mala­ria-Infek­tio­nen zuge­las­sen wer­den könn­te. „Auch unser Infu­si­ons­sy­stem dürf­te die nöti­gen kli­ni­schen Tests bestehen. Dann steht der Anwen­dung in der medi­zi­ni­schen Pra­xis grund­sätz­lich nichts mehr im Weg“, meint Prof. Dr. See­ma Agar­wal von der Uni­ver­si­tät Bay­reuth.

Ist das in Bay­reuth und Jeru­sa­lem ent­wickel­te Anti­ma­la­ria-Ver­fah­ren auch Ent­wick­lungs- und Schwel­len­län­dern zugäng­lich? Die benö­tig­ten Fasern wer­den durch das Elek­tro­spin­nen von Vlie­sen her­ge­stellt, ein heu­te bereits übli­ches indu­stri­el­les Ver­fah­ren. Die Fasern mit Artemi­so­ne zu bela­den und in die Tropf­kam­mer eines Infu­si­ons­be­stecks ein­zu­bau­en, ver­ur­sacht nach Auf­fas­sung der Wis­sen­schaft­ler in Bay­reuth und Jeru­sa­lem kei­ne hohen Kosten. „Die so vor­be­rei­te­ten Infu­si­ons­be­stecke könn­ten in Ent­wick­lungs- und Schwel­len­län­dern, wo vie­le Mala­ria-Infek­tio­nen nur unzu­rei­chend behan­delt wer­den, durch­aus erschwing­lich sein. Sofern Kran­ken­häu­ser und Mala­ria-Sta­tio­nen mit Stan­dard-Infu­si­ons­tech­ni­ken aus­ge­stat­tet sind, haben ihre Pati­en­ten viel­leicht schon bald die Chan­ce auf eine effi­zi­en­te The­ra­pie“, so die Ein­schät­zung von Prof. Golen­ser.

Ver­öf­fent­li­chung:

Amir Reza Bag­he­ri, See­ma Agar­wal, Jacob Golen­ser, and Andre­as Grei­ner, Unlocking
Nano­car­ri­ers for the Pro­gram­med Release of Anti­ma­la­ri­al Drugs, Glo­bal Chal­len­ges (2017),
DOI: 10.1002/gch2.201600011

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