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31. Juli 2019

Wirkstofftest auf kleinstem Raum

Bevor ein neues Medikament für die Behandlung von PatientInnen zur Verfügung steht, braucht es jahrelange Forschung. Ein deutsches Wissenschaftlerteam hat ein Verfahren entwickelt, das die Suche nach neuen Wirkstoffen in Zukunft beschleunigen dürfte.

Ganz gleich, ob ein Medikament gegen Kopfschmerzen, Bluthochdruck, Krebs oder ein anderes Leiden hilft: Immer enthält ein Medikament geeignete Wirkstoff-Moleküle, die im Körper der Patientin bzw. des Patienten die gewünschte Heilwirkung erzielen. Die Suche nach solchen Wirkstoff-Molekülen ist ein sehr aufwändiger Prozess, welcher Forscherinnen und Forscher in der Regel über Jahre beschäftigt. Ein Teil der langwierigen Forschungstätigkeit besteht darin, geeignete Molekül-Kandidaten zu finden. Dies geschieht in der Regel dadurch, dass Pharmaforscher Moleküle herstellen (synthetisieren) und anschliessend dann testen (screenen), ob eines dieser Moleküle gegen eine bestimmte Krankheit wirksam ist.

Viele Petrischalen auf kleinster Fläche

Pharmazeutische Unternehmen haben über Jahrzehnte nicht nur Tausende, sondern Millionen von potenziellen Wirkstoff-Molekülen synthetisiert und verfügen über umfassende Molekül-Bibliotheken, die sie für die Entwicklung neuer Medikamente nutzen können. Ein Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat nun ein neues Verfahren (‹chemBIOS-Plattform›) entwickelt, mit welchem Molekül-Kandidaten viel schneller als bisher in grosser Zahl synthetisiert und im gleichen Schritt auf ihre biologische Wirksamkeit hin getestet werden können. «Unser Verfahren besteht im Prinzip aus einer grossen Zahl von sehr kleinen Petrischalen, die jeweils ein kleinstes, weniger als einen Millionstelliter grosses Tröpfchen Flüssigkeit enthalten. In jeder dieser Petrischalen wird jeweils ein Molekül-Kandidat synthetisiert und anschliessend auf seine biologische Wirksamkeit gegenüber ausgewählten Zellen getestet», sagt KIT-Forscher Dr. Pavel Levkin.

Schub für die Medikamentenforschung

Die wissenschaftlichen Grundlagen der chemBIOS-Plattform wurden jüngst im Fachmagazin «Nature Communications» veröffentlicht. Bereits im letzten Jahr haben KIT-Forscher ein Spin-off gegründet, das die chemBIOS-Plattform nun in den nächsten Monaten kommerzialisieren will. «Die Plattform wird dabei helfen, dass neben den grossen Pharma-Unternehmen in Zukunft auch kleinere akademische Forschergruppen die Möglichkeit haben, Wirkstoff-Kandidaten in grosser Zahl herstellen und auf ihre biologische Wirksamkeit hin testen zu können», sagt Dr. Levkin. «Das wird der Suche nach neuen Medikamenten frischen Schub verleihen, ganz ähnlich wie vor fünfzig Jahren die Miniaturisierung der Computerchips die breite Nutzung der Informationstechnologien überhaupt erst möglich gemacht hat.»

Eine #miniaturisierte Test-Plattform könnte künftig bei der #Entwicklung neuer #Medikamente helfen. http://bit.ly/2K6nZvP #iph
Array aus Mikrotröpfchen mit verschiedenen Reagenzien auf der Synthese-Plattform des chemBIOS-Chips
Array aus Mikrotröpfchen mit verschiedenen Reagenzien auf der Synthese-Plattform des chemBIOS-Chips

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