Medikamente mit Licht an- und abschalten

Forschende am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen AG haben zum ersten Mal gefilmt, wie ein Medikament im Körper mit Licht aktiviert wurde. Dieser Film könnte der Entwicklung solcher Medikamente laut dem Forschungsinstitut den entscheidenden Schub geben.

Bei sogenannten photopharmakologischen Medikamenten wird der Wirkstoff wird mit einem Lichtimpuls erst dann aktiviert, wenn er an der Stelle im Körper angekommen ist, wo er wirken soll – und wenn seine Aufgabe erledigt ist, lässt er sich mit einem anderen Lichtimpuls auch wieder ausschalten, hiess es in einer Mitteilung des PSI vom Montag. Mit dieser neuen Art an Medikamenten könnten sich mögliche Nebenwirkungen einschränken und die Entstehung von Resistenzen reduzieren lassen.

Die Forschenden des PSI haben diesen Prozess mit dem Schweizer Freie-Elektronen-Röntgenlasers SwissFEL und der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS weltweit zum ersten Mal sichtbar gemacht. Künftig können die Wirkstoffe so passender gemacht werden. «Wenn wir wissen, wie sich das Molekül verhält, können wir die Chemie anpassen», erklärte Jörg Standfuss, Mitautor der Studie, auf Anfrage der Nachrichtenagentur Keystone-SDA. Die Resultate wurden kürzlich im renommierten Fachblatt «Nature Communications» publiziert.

Lichtschalter an Krebsmedikament

Um Medikamente lichtsensibel zu machen, wird herkömmlichen Wirkstoffen ein Schaltermolekül eingebaut, das auf Licht reagiert. Für ihre Untersuchung haben die Forschenden den Wirkstoff Combretastatin A-4 verwendet, der – ohne Lichtschalter – aktuell in klinischen Studien als Mittel gegen Krebs getestet wird.

Das Schaltermolekül hält den Wirkstoff gestreckt zu einer länglichen Kette. Auf den Lichtimpuls hin biegt sich die Verbindung und bringt beide Kettenenden näher zueinander – wie ein Muskel, der sich reflexartig zusammenzieht und dabei ein Gelenk beugt. Nur so passt der Wirkstoff in die sogenannte Bindetasche, das sind Vertiefungen an der Proteinoberfläche, an denen das Molekül andockt, um seine Wirkung zu entfalten.