Reaktive Sauerstoffspezies zur Bekämpfung schwerer Erkrankungen optimieren
Wenn unser Körper mit Herausforderungen wie Bakterien oder Krebs konfrontiert ist, wird das Immunsystem aktiviert, und es werden toxische Elemente produziert, um den Eindringling zu bekämpfen. Diese Entzündung hält uns gesund, doch nach dem Kampf müssen diese giftigen Spezies beseitigt werden. Dieser Prozess, der als Entzündungsauflösung bezeichnet wird, ist von entscheidender Bedeutung. Wenn er nicht stattfindet, können chronische Entzündungen die Folge sein, da sich der Körper selbst weiter angreift. Probleme bei der Entzündungsauflösung treten bei Autoimmun- oder Entzündungskrankheiten zutage. Die Entzündungsauflösung hängt zum Teil von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) ab – Molekülen, die in gesunden Organismen eine wichtige Rolle spielen, darunter auch die Regulierung von Entzündungen. Hohe Konzentrationen von ROS schaden dem menschlichen Gewebe, so dass unser Körper Mittel und Wege gefunden hat, ihre Entstehung unter Kontrolle zu halten. In bestimmten pathologischen Situationen können diese Systeme jedoch nicht richtig funktionieren und es werden nicht genügend ROS produziert. „In manchen Fällen kommt es zu einem Zustand, in dem diese ROS nicht gebildet werden können und die Entzündung nicht aufgelöst wird“, erklärt Andriy Mokhir, Professor für organische Chemie an der Friedrich-Alexander-Universität und Koordinator des Projekts NeutroCure(öffnet in neuem Fenster). Um dieses Problem zu lösen, wurden Medikamente entwickelt, welche die Bildung von ROS anregen sollen. ROS können aber auch gesundes Gewebe schädigen, so dass ihre Bildung im ganzen Körper mehr Schaden als Nutzen verursachen kann. „Der Trick besteht darin, ROS nur am Ort der chronischen Entzündung zu erzeugen“, sagt Mokhir. In Rahmen des EU-finanzierten Projekts NeutroCure verfeinerten Mokhir und sein Team eine erstmals 2017 entwickelte Lösung, die ROS gezielt an entzündeten Stellen des Körpers erzeugen und verstärken kann.
Sichere ROS-Amplifikatoren erzeugen
Das Hauptziel des Projekts bestand darin, sichere ROS-Amplifikatoren zu entwickeln, die auf dem 2017 in Zelllinien und einem In-vivo-Modell erbrachten Konzeptnachweis basieren. Das Team synthetisierte eine umfangreiche Bibliothek mit über 100 Verbindungen, aus der zwei Hauptkandidaten für die sichere ROS-Erzeugung ausgewählt wurden. „Wir haben nützliche Wirkungen in Mausmodellen für akute Entzündungen und in verschiedenen Arthritis-Modellen bestätigt“, so Mokhir. Diese Verbindungen verstärken Superoxidradikale, Hydroxylradikale und Wasserstoffperoxid – drei ROS, die alle über unterschiedliche Mechanismen die chronische Entzündungsreaktion ausschalten können und an Stellen aktiviert werden, an denen eine chronische Entzündung vorliegt.
Die Forschung auf NeutroCure-Verbindungen ausweiten
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des NeutroCure-Projekts sind nach wie vor mit ihrer Forschungsarbeit zugange und weiten diese aus. Ein Doktorand arbeitet an der Gründung eines Unternehmens, das auf einer der drei Verbindungen basiert und diese für die Behandlung von Erkrankungen wie Arthritis, Entzündungen und Autoimmunkrankheiten weiterentwickeln möchte. Ein weiteres Unternehmen entwickelt eine NeutroCure-Verbindung als Mittel gegen Krebs. Überraschenderweise entdeckten die Forschenden von NeutroCure, dass manche ihrer Verbindungen auch antibakterielle Eigenschaften aufweisen, die nun sollen ebenfalls weiterentwickelt werden sollen. „Wenn alles gut läuft, wird sich das ganze Forschungsvorhaben in drei Richtungen entwickeln“, so Mokhir. Das Team hält bereits drei Patente auf die Projektergebnisse.
Den Weg für klinische Studien ebnen
Das letztliche Ziel des NeutroCure-Teams sind klinische Studien, obgleich diese noch nicht in Sichtweite sind. „Wir müssen zunächst präklinische Studien durchführen, doch das große Ziel ist die klinische Praxis“, merkt Mokhir an.
