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Systematic Analysis of Gene Synergies to Discover Drug Synergies

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Simulationsmodelle für synergistische Effekte bei Medikamenten

Synergistische Effekte bei Medikamenten können vorteilhaft sein, da die Dosis bei gleich bleibender therapeutischer Wirkung reduziert werden kann. Um die Toxizität von Medikamenten und Nebenwirkungen zu reduzieren, müssen solche Wechselwirkungen genau geklärt werden.

Gesundheit

Ein synergistischer Effekt kann die kumulative Wirkung einzelner Wirkstoffe übertreffen. Ein mögliches synergistisches Modell berechnet dabei genetische Interaktionen von Medikamenten gegen Genprodukte auf parallelen Signalwegen. Als so genannte "spezifische Synergie" wird diese Arzneimittelwechselwirkung von "unspezifischer Synergie" (promiscuous synergy) unterschieden. Promiske oder unspezifische Synergie findet statt, wenn ein Arzneimittel die Wirkung mehrerer Medikamente mit niedriger Spezifität verstärkt, indem es etwa die Bioverfügbarkeit verbessert. Das EU-finanzierte Projekt "Systematic analysis of gene synergies to discover drug synergies" (GS2DS) untersuchte die Prävalenz verschiedenster Synergien anhand einer Palette von Antimykotika. Als Modellorganismus diente das Hefemodell S. cerevisiae, da viele genetische Interaktionen bereits bekannt sind und an ihm die Effekte von 200 Wirkstoffsynergien getestet werden konnten. Einige der entdeckten Synergien waren spezifisch und korrelierten mit synergistischen genetischen Wechselwirkungen, hauptsächlich handelte es sich aber um unspezifische Synergien. Sechs gängige synergistische Wirkstoffe waren an 92% der entdeckten Synergien beteiligt. Insgesamt wurden 37 neue und 93 supprimierende Wirkstoffsynergien entdeckt. Unspezifische Synergien entstehen etwa durch Erhöhung der Bioverfügbarkeit durch Destabilisierung der Membran. Allerdings lässt sich der Mechanismus bei zweien der sechs gängigen synergistischen Wirkstoffe nicht allein durch Bioverfügbarkeit erklären, sondern muss weiter untersucht werden. Im Zuge von GS2DS identifizierten die Wissenschaftler neue synergistische Wirkstoffpaare mit fungizider Aktivität. Die Ergebnisse enthüllten Wechselwirkungen zwischen Arzneimitteln und mögliche Mechanismen, die für den Menschen sowohl gesundheitsförderlich wie auch schädlich sein können.

Schlüsselbegriffe

Synergistisch, Medikament, Interaktion, unspezifische Synergie, Hefe

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