Proxidrugs: Neue Wirkstoffe gegen Krebs, Alzheimer und Infektionen

Proxidrugs: Die neue Hoffnung für medikamentöse Therapien

Ein deutsches Forschungsteam stellt eine neue Klasse von Medikamenten vor, die völlig anders wirken, als bisher verfügbare Arzneien. Die sogenannten Proxidrugs nutzen das körpereigene System zur Abfallentsorgung, um schädliche Proteine zu beseitigen. Die Wirkstoffe eröffnen neue therapeutische Ansätze gegen Krebs, Infektionskrankheiten und Alzheimer.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP haben eine neue Medikamentenklasse entwickelt, die als proximity-inducing drugs oder kurz Proxidrugs bezeichnet werden. Die Wirkstoffe funktionieren nach einem völlig neuartigen Prinzip und könnten die medikamentöse Therapie revolutionieren.

Proxidrugs sollen die Ursachen von Krankheiten bekämpfen

Klassische Wirkstoffe zielen in der Regel darauf ab, an krankmachende Proteine zu binden und sie dadurch zu hemmen, also wirkungslos zu machen. „Proxidrugs hingegen vernichten die krankmachenden Proteine und haben damit eine nachhaltigere Wirkung“, betont Dr. Aimo Kannt, Abteilungsleiter für Wirkstoffforschung und Präklinische Forschung am Fraunhofer ITMP.

Laut Dr. Kannt eröffnen die Proxidrugs bislang „ungeahnte Perspektiven“. Denn bisher verfügbare pharmazeutische Wirkstoffe können rund 80 Prozent aller möglichen Angriffspunkte für die Bekämpfung von Krankheiten nicht erreichen. Mit den neuen Proxidrugs könnten künftig viele Zielstrukturen, die als unzugänglich gelten, angesteuert werden, hebt der Wissenschaftler hervor.

Klassische Medikamente verlieren schnell an Wirkung

Ein weiterer Nachteil derzeitiger Medikamente sei, dass die Wirkung sofort nachlässt, sobald die Einnahme gestoppt wird. Daher sind beispielsweise Bluthochdruck-Betroffene auf eine lebenslange Einnahme von Blutdrucksenkern angewiesen.

Proxidrugs hemmen den Forschenden zufolge jedoch nicht die Erreger, sondern machen die pathogenen Proteine unschädlich und bekämpfen so direkt die Ursache von Erkrankungen. Für die Vernichtung der krankmachenden Proteine nutzen die Wirkstoffe die körpereigenen Protein-Schredder, die sogenannten Proteasomen. Diese gehörten zum natürlichen Recyclingsystem.

Wie die körpereigene Müllabfuhr funktioniert

Unser Körper verfügt von Natur aus über ein Überwachungssystem, welches kontinuierlich nach defekten oder verbrauchten Proteinen sucht. Entdeckt das System ein pathogenes Protein, wird dieses mit einem Molekül namens Ubiquitin markiert.

Jedes Protein, das mit dem Ubiquitin-Marker versehen ist, wird von dem Proteasom entsorgt. Das Proteasom ist ein tonnenförmiger Proteinkomplex, der Proteine entfaltet und in Einzelteile zerlegt. Die Einzelteile können dann entweder entsorgt oder als Bausteine für neue Strukturen genutzt werden.

Neue Wirkstoffe als Helfer der natürlichen Müllabfuhr

Dieses System wird von den neuen Proxidrugs genutzt. Die Wirkstoffe markieren krankheitsrelevante Proteine mit dem Ubiquitin-Marker, wodurch diese dann über die zelleigene Müllabfuhr verwertet werden.

Anspruchsvolle Umsetzung

Die Umsetzung der neuen Medikamente stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Die Ubiquitin-Marker werden nämlich mithilfe eines speziellen Enzyms an die zu entsorgenden Proteine geheftet. Dieses Enzym wird als E3 Ligase bezeichnet.

Proxidrugs müssen daher so konstruiert werden, dass sie mit einer Seite an das Zielprotein binden und mit der anderen Seite an die E3 Ligase. Da die Wirkstoffe eine Art Schnittstelle zwischen Zielprotein und E3 Ligase bilden, wurde der Name von dem englischen Wort proximity (Nähe) abgeleitet.

Krebs, Alzheimer und Infektionen mit Proxidrugs behandeln

Als erste Einsatzgebiete der neuen Medikamentenklasse stehen Krebs, neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Infektionskrankheiten im Fokus. Denn bei allen drei Krankheitsfeldern stehen krankmachende Proteine im Mittelpunkt.

Bei Krebs sind es beispielsweise spezielle Botenstoffe, die Tumorzellen zum Wachstum anregen. Bei Alzheimer lagern sich vermehrt Proteine im Gehirn ab und bilden Plaques, die die Neuronen hemmen.

Bei Infektionen könnten die Proxidrugs neue Wege gegen multiresistente Bakterien eröffnen, beispielsweise gegen den weit verbreiteten Krankenhauskeim Acinetobacter baumannii, der Lungenentzündungen und Wundinfektionen verursacht.

Erste Schritte auf einem langen Weg

Mehrere Arbeitsgruppen forschen derzeit weltweit an der Umsetzung der Proxidrugs. Erste klinische Studien laufen bereits. Das Fraunhofer ITMP ist im Bereich Alzheimer federführend. Das Projekt wird durch das Bundesforschungsministerium gefördert. Die Forschenden geben jedoch zu bedenken, dass noch ein weiter Weg zu gehen ist, bevor die Proxidrugs in der Praxis ankommen. (vb)