Neuartige Schmerzmittel wirken nur am Ort der Verletzung oder Entzündung

Opioide sind starke Schmerzmittel, die insbesondere bei Schmerzen durch Verletzungen und Entzündungen, beispielsweise nach Operationen oder bei Krebserkrankungen, zum Einsatz kommen. Wissenschaftler der Charité–Universitätsmedizin und des Zuse-Instituts Berlin haben mit Hilfe von Computersimulationen nun neuartige Opioide entworfen.

Diese wirken ausschließlich an der Stelle der Verletzung oder Entzündung. Damit können typische Nebenwirkungen  herkömmlicher Opioide im Gehirn oder Darm vermieden werden. Dazu zählen Benommenheit, Übelkeit, Verstopfung und Sucht, in einigen Fällen sogar Atemstillstand.

Im verletzten Gewebe gibt es Andockstellen für Schmerzmittel

Um die gefährlichen Nebenwirkungen zu verhindern, suchte das Team um Prof. Christoph Stein von der Klinik für Anästhesiologie der Charité am Campus Benjamin Franklin nach neuen Formen von Schmerzmitteln. Gemeinsam mit Dr. Marcus Weber vom Zuse-Institut wurden mit Hilfe von Computersimulationen zwei Opioidsubstanzen entwickelt, die auf dem gleichen Ausgangsmolekül, dem sogenannten Fentanyl, basieren.

Die Ausgangshypothese war, dass in verletztem oder entzündetem Gewebe eine verstärkte Interaktion zwischen Opioidagonisten und Opioidrezeptoren stattfindet, also zwischen den aktivierenden Wirkstoffen und den Andockstellen für Schmerzmittel im Körper.

Schmerzmittel: In entzündetem Gewebe ist pH-Wert niedriger

Die Computersimulationen ließen darauf schließen, dass die in entzündetem Gewebe vorliegende erhöhte Konzentration von Protonen der Grund dafür ist. Dadurch ist der pH-Wert niedriger als im gesunden Gewebe. Die Folge ist eine Ansäuerung, heißt es weiter in einer Pressemitteilung.

Um Opioidrezeptoren zu aktivieren, ist eine Protonierung von bindungsfähigen Opioidmolekülen notwendig. Diese Zusammenhänge haben die Wissenschaftler genutzt und die zwei Substanzen so gestaltet, dass sie lediglich in entzündeter Umgebung protoniert sind und die Opioidrezeptoren allein am Ort der Gewebeverletzung oder Entzündung aktivieren, jedoch nicht im Gehirn oder Darm.

Schmerzmittel mit Erfolg in vorklinischen Studien getestet

Die neuartigen Opioide wurden bereits erfolgreich in vorklinischen Studien an Ratten getestet. Die Forscher möchten die entworfenen Substanzen nun so weiterentwickeln, dass sie menschlichen Patienten zugutekommen

Darüber hinaus möchten sie die molekularen Grundlagen der komplexen Interaktionen in entzündetem Gewebe noch besser verstehen, um weitere Erkenntnisse zur Optimierung dieser Schmerzmittel ableiten zu können. Die Studienergebnisse sind in den Fachjournalen Pain und Scientific Reports nachzulesen.

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