Neues Schmerzmittel in Aussicht Liegt die Alternative zu Opioiden in einem Meerespilz?

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Aus 40.000 Naturstoffen haben Mainzer Forscher einen vielversprechenden Kandidaten identifiziert, der sich als probates Schmerzmittel eignen könnte. Im besten Fall wäre der Wirkstoff aus einem Meerespilz geeignet, um Opioide als verbreitete Schmerzmittelklasse abzulösen.

Opioide gehören zu den am längsten bekannten Naturstoffen mit pharmakologischer Wirkung und sind hervorragende Schmerzmittel. Ein bekanntes Beispiel ist Morphium, das Anfang des 19. Jahrhunderts erstmalig isoliert und synthetisiert wurde und das für Schwerkranke im letzten Abschnitt des Lebens ein Segen ist.

Die Kehrseite: Bei unsachgemäßem Gebrauch können Opioide zu Abhängigkeiten führen, ebenso zu drastischen Nebenwirkungen wie Atemstillstand. In den USA wurden Opioide stark in den Medien beworben – und als Folge auch bei leichteren Beschwerden verschrieben. Den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) zufolge gab es im Zeitraum von 1999 bis 2021 in den USA fast 645.000 Tote durch eine Opioid-Überdosis. Auch Deutschland hat die Opioidkrise bereits erreicht: Hierzulande wird vor allem Heroin mit den Wirkstoffen gestreckt. Während bei Heroin 200 Milligramm tödlich wirken, genügen bei dem Opioid Fentanyl bereits zwei Milligramm. In Deutschland starben 2022 mehr als 1.000 Personen im Zusammenhang mit dem Konsum von Opioiden.

Interview: Neue molekulare Sonden für Opioid-Rezeptoren

Schmerzmittel – Den (richtigen) Nerv treffen

40.000 Naturprodukte zur Auswahl

Obwohl die Regierungen einschreiten, um die Opioidkrise einzudämmen, sind aktuell noch viele Menschen abhängig von dem Stoff. Gleichzeitig leiden immer noch Patienten unter Schmerzen, die gelindert werden müssen. Es besteht daher ein dringender Bedarf an sichereren Schmerzmitteln. Forschende der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben hier einen Erfolg erzielen.

Als Ausgangspunkt für ihre Studie diente dem Team eine chemische Datenbank mit über 40.000 Naturprodukten. Wie gut binden diese Stoffe an den entsprechenden Rezeptor? Und haben sie die Eigenschaften, die Arzneimittel brauchen? So muss die Substanz beispielsweise eine gewisse Wasserlöslichkeit aufweisen. Da es sich um Approximationsrechnungen handelte, die umso präziser werden, je öfter sie durchgeführt werden, standen pro Substanz rund 750.000 Einzelrechnungen an. Eine solch riesige Zahl an Kalkulationen würde jeden normalen PC weit über seine Leistungsgrenzen hinaus fordern, daher nutzte das Team den Supercomputer Mogon der JGU. Die Top 100 der Wirkstoffe wurden anschließend mit weiteren Berechnungsmethoden untersucht.

Zehn vielversprechende Kandidaten – ein möglicher Opioid-Nachfolger

Für die Top 10, die daraus resultierten, hieß es: biochemische Analyse im Labor. Als erstes stand die Sicherheit auf dem Programm. Die Forschenden untersuchten an menschlichen Nierenzellen, ob höhere Konzentrationen des Wirkstoffs den Zellen etwas anhaben können und sie abtöten. Anschließend kamen zwei weitere Testprinzipien zum Einsatz. „Das erste widmet sich der Frage: Existiert die theoretisch vorhergesagte hohe Bindungsenergie der Substanzen an die Schmerzrezeptoren auch in der realen Welt?“, erläutert Prof. Dr. Thomas Efferth, Leiter der Abteilung Pharmazeutische Biologie. Denn eine Bindung der Substanzen an die Rezeptoren allein reicht für eine Wirkung nicht aus – die Bindung muss auch die Funktion des Rezeptors ändern. Daher untersuchten die Wissenschaftler die Hemmung der biologischen Funktion mit einem zweiten Testsystem. Einer der geprüften Wirkstoffe passierte alle Tests mit Bravour: Aniquinazolin B aus dem Meerespilz Aspergillus nidulans. „Unsere Untersuchungen deuten darauf hin, dass dieser Wirkstoff eine ähnliche Wirkung haben könnte wie Opioide, jedoch deutlich weniger Nebenwirkungen aufweist“, fasst Roxana Damiescu zusammen, Wissenschaftlerin in Efferths Arbeitsgruppe.

Originalpublikation: Roxana Damiescu et al.: Aniquinazoline B, a fungal natural product, activates the µ-opioid receptor, ChemMedChem, 23. Mai 2024; DOI: 10.1002/cmdc.202400213

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