Dieses "lichtaktivierte" Medikament könnte Parkinson behandeln
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler ein lichtaktiviertes Medikament zur direkten Behandlung der Parkinson-Krankheit in einem bestimmten Teil des Gehirns entwickelt.
Das Medikament, das durch Lichteinfall auf eine im Gehirn implantierte Lichtleitfaser aktiviert wird, reduzierte die Parkinson-Symptome und verbesserte die motorische Funktion bei Mäusen.
In einem Artikel über die Arbeit jetzt in der veröffentlicht Journal of Controlled ReleaseDas internationale Team schlägt vor, dass das „leicht operierte“ Medikament möglicherweise andere Bewegungsstörungen behandeln könnte.
Bei Aktivierung durch Licht blockiert das Medikament - MRS7145 genannt - ein Protein, das als "Adenosin-A2A-Rezeptor" bezeichnet wird.
Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass der Adenosin-A2A-Rezeptor ein vielversprechendes Ziel für Erkrankungen des Gehirns wie die Parkinson-Krankheit ist.
Wie die Autoren in ihrer Arbeit erklären, befinden sich Adenosinrezeptoren jedoch im gesamten Gehirn, was es schwierig macht, sie für die Auswahl und das Targeting nur bestimmter Teile des Gehirns zu verwenden.
Indem das neue lichtaktivierte Medikament "die räumlich-zeitliche Kontrolle der Rezeptorfunktion" ermöglicht, überwindet es "einige dieser Einschränkungen", so die Autoren.
Parkinson und Photopharmakologie
Über 10 Millionen der Weltbevölkerung leiden an Parkinson, darunter 1 Million Menschen allein in den USA.
Die Krankheit ist lebenslang und verschlimmert sich mit der Zeit. Es wirkt sich hauptsächlich auf die Bewegung aus und erzeugt Zittern, Steifheit, Langsamkeit und Probleme mit dem Gleichgewicht und der Koordination. Nichtbewegungssymptome wie Verstopfung, Schlafstörungen, Depressionen, Angstzustände und Müdigkeit können ebenfalls auftreten.
Die Parkinson-Krankheit tritt normalerweise nicht vor dem 50. Lebensjahr auf. Nur etwa 10 Prozent der Fälle werden in einem früheren Alter diagnostiziert.
Es entsteht durch den Tod von Nervenzellen oder Neuronen in einem Teil des Gehirns, der Substantia Nigra genannt wird. Diese Neuronen bilden einen chemischen Botenstoff namens Dopamin, der unter anderem für die Bewegungssteuerung wichtig ist.
Das Ziel vieler Medikamente zur Behandlung der Parkinson-Krankheit ist die Wiederherstellung des Dopaminspiegels im Gehirn. Die Blockierung von Adenosinrezeptoren wurde als Ziel für solche Behandlungen vorgeschlagen, da sie den Dopaminspiegel erhöhen kann.
Die Photopharmakologie ist ein relativ neues medizinisches Gebiet, in dem Arzneimittel entwickelt werden, deren Strom nur mit Licht ein- und ausgeschaltet werden kann.
Der Ansatz bietet die Möglichkeit, den genauen Ort der Arzneimittelfreisetzung im Körper zu steuern und dadurch Nebenwirkungen außerhalb des Ziels zu begrenzen. Ein Beispiel ist die genaue Ausrichtung von Chemotherapeutika auf bestimmte Krebszellen.
Es ermöglicht auch einen genauen Zeitpunkt der Freisetzung des Arzneimittels. Die Freisetzung von Typ-2-Diabetes-Medikamenten, die Einzelpersonen bei Bedarf ein- und ausschalten können, ist ein Beispiel dafür.
Eine genau zeitgesteuerte Dosierung ist ein deutlicher Vorteil bei der Verwendung von Arzneimitteln, die allmählich ihre Wirksamkeit verlieren und daher größere Dosen erfordern, um zu wirken. Dies ist, was mit Levodopa passiert, dem häufigsten Medikament zur Behandlung der Parkinson-Krankheit.
Lichtaktiviertes Medikament in Mäusen getestet
MRS7145 ist ein lichtempfindliches Derivat von "SCH442416, einem selektiven Antagonisten des Adenosin-A2A-Rezeptors".
Die Verbindung ist chemisch inaktiv, bis sie mit Licht der Wellenlänge 405 Nanometer bestrahlt wird, das sich im violetten, sichtbaren Teil des Spektrums befindet und für das Gewebe nicht schädlich ist.
Für ihre Studie führten die Forscher eine Reihe von Tests durch. Zunächst zeigten sie, dass das Medikament darauf reagierte, durch Licht in Zellen ausgelöst zu werden, die den Adenosin-A2A-Rezeptor exprimierten, und den Rezeptor blockierte.
Dann testeten sie die Wirkung des Arzneimittels auf die Motorik bei lebenden Mäusen. Sie implantierten eine optische Faser in den entsprechenden Teil des Gehirns der Mäuse: das Striatum.
Wenn sie Licht mit der richtigen Wellenlänge durch die Faser strahlten, zeigten die Mäuse eine "signifikante Hyperlokomotion". Diese Behandlung reduzierte auch die Wirkung von medikamenteninduzierter Rigidität und Tremor.
Schließlich zeigten sie, dass der Ansatz auch die „motorische Beeinträchtigung“ in einem Mausmodell der Parkinson-Krankheit umkehrte.
Ferngesteuerter Patch
Der mitkorrespondierende Autor Dr. Francisco Ciruela vom Institut für Neurowissenschaften der Universität Barcelona in Spanien erklärt, dass es bereits Behandlungen für die Parkinson-Krankheit gibt, bei denen Drähte in das Gehirn implantiert werden.
Er und seine Kollegen warnen davor, dass es noch sehr früh ist und dass noch viel zu tun ist, bevor das lichtaktivierte Medikament auf ähnliche Weise für den klinischen Einsatz bereit ist.
Dennoch sieht er eine Zukunft vor, in der der Patient ein lichterzeugendes „Pflaster“ an die implantierte Faser angeschlossen hat.
Die Aktivierung des Lichts und damit der Zeitpunkt der Arzneimittelfreisetzung kann vom Arzt über eine Smartphone-App ferngesteuert werden.
Ein solcher Ansatz kann auch dazu beitragen, Dosis-Timing-Probleme zu minimieren, die typischerweise bei der Behandlung von Langzeiterkrankungen auftreten, wenn die Verpflichtung zu Behandlungsplänen allmählich nachlässt.
"Eine feine Zeit-Raum-Präzision wird es ermöglichen, die neuronalen Schaltkreise im Detail zu manipulieren und die Funktionsweise derjenigen mit therapeutischen und neuroprotektiven Zwecken festzulegen."
Dr. Francisco Ciruela
