Der Campus der EPFL in Lausanne. (Bild: ©geom.epfl.ch)
Der Campus der EPFL in Lausanne. (Bild: ©geom.epfl.ch)
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Molekül lässt Medikamente länger wirken

Medikamente wie Insulin, die aus kleinen Proteinen bestehen, werden normalerweise schnell über die Nieren ausgeschieden. EPFL-Forschende haben ein Molekül entwickelt, das das Verweilen dieser Medikamente im Blut drastisch verlängern könnte.

Forschende um Christian Heinis von der ETH Lausanne (EPFL) haben eine Methode entwickelt, um die Halbwertszeit bestimmter Medikamente im Blut von Minuten auf Tage zu verlängern. Dabei geht es um Wirkstoffe, die auf kleinen Proteinen beruhen, wie beispielsweise die Hormonpräparate Insulin zur Blutzuckerregulation und Oxytocin zur Geburtseinleitung. Normalerweise werden sie nach wenigen Minuten bereits über die Nieren ausgeschieden, was ihre Wirkung beschränkt.

Mit einem Trick lassen sich solche Medikamente länger im Blut halten: Indem sie wie ein Rucksack auf Blutserum-Proteine wie Albumin "geschnallt" werden. Das von Heinis und seinem Team entwickelte Molekül - ein sogenannter Ligand - stellt die Verbindung zwischen dem jeweiligen Wirkstoff und Albumin her, wie die EPFL am Montag mitteilte.

Das Beste aus zwei Welten

Bisherige Versuche, solche Liganden beispielsweise für Insulin zu entwickeln, beruhten entweder auf Fettsäuren oder auf kurzen Proteinstücken, wie es weiter hiess.

Die Fettsäureliganden, die heutzutage in Insulinpräparaten zum Einsatz kommen, verlängern demnach zwar die Halbwertszeit von Insulin im Blut, binden aber nur schwach an Albumin. Die Protein-basierten Liganden wiederum hefteten sich zwar gut ans Albumin, seien aber schlecht löslich und verteilten somit das Insulin ungleichmässig im Blut.

Beim nun im Fachblatt "Nature Communications" vorgestellten Liganden handelt es sich um ein Mischwesen - oder auch "Chimäre" - aus Fettsäure- und Proteinelementen. Dadurch vereine er die Vorteile beider Ansätze, nämlich gute Löslichkeit und eine hohe Affinität für das Albumin, schrieb die EPFL. Zudem lasse sich der Ligand mittels Standardmethoden an Wirkstoffe wie Insulin anheften.

Bewährungsprobe im Tierversuch

Die Wissenschaftler um Heinis testeten ihr Molekül im Tierversuch: Es verlängerte die Halbwertszeit verschiedener bioaktiver Proteine um mehr als das 25-Fache, wie sie berichten. Auch ein Wirkstoff gegen Thrombosen wirkte im Tierversuch um mehrere Stunden länger, wenn er zuvor mit dem Liganden ausgerüstet worden war.

Wirkstoffe aus Proteinen wie Insulin haben viele Vorteile: Sie lassen sich einfach herstellen, haben in der Regel wenig Nebenwirkungen und sind sehr effizient. Mittels Liganden wie dem nun vorgestellten lässt sich ihre Wirkungsdauer gezielt anpassen, um ihre Effizienz noch weiter zu erhöhen.