Schmerzmittel ohne Nebenwirkungen

Herkömmliche Opioide

Opioide sind starke schmerzstillende Substanzen. Sie kommen insbesondere bei Schmerzen durch Gewebeverletzungen und Entzündungen, beispielsweise nach Operationen, Nervenverletzungen, Arthritis oder Tumorerkrankungen, zum Einsatz. Häufige Nebenwirkungen können dabei Benommenheit, Übelkeit, Verstopfung und Sucht, in einigen Fällen sogar Atemstillstand sein.

Die Idee

„Wir sind davon ausgegangen, dass die Analyse der Interaktionen zwischen Wirkstoffen und Opioidrezeptoren in verletztem Gewebe - im Gegensatz zu gesundem Gewebe - zum Design von neuen Schmerzmitteln ohne schädliche Nebenwirkungen genutzt werden kann“, erklärt Prof. Dr. Christoph Stein, Direktor der Klinik für Anästhesiologie mit Schwerpunkt operative Intensivmedizin am Campus Benjamin Franklin, den neuen Ansatz.

Das Vorgehen

Anhand von Computersimulation konnte das Forscherteam die einzelnen  Interaktionen an Opioidrezeptoren -  den sogenannten Andockstellen für Schmerzmedikamente -  genauer analysieren. Im Tiermodell ermöglichte der Prototyp eines morphinähnlichen Moleküls tatsächlich eine starke Schmerzstillung in entzündetem Gewebe, während gesundes Gewebe nicht auf den Wirkstoff reagierte. Damit konnte eine selektive Form gefunden werden, die allein das beschädigte Gewebe therapiert.

Dieser Wirkstoff-Prototyp NFEPP wurde von den Wissenschaftlern entworfen, synthetisiert und experimentell getestet. In Computermodellen wurde eine erhöhte Protonenkonzentration, also eine Ansäuerung, wie im Fall einer Entzündung, simuliert. „Es hat sich gezeigt, dass die Protonierung von Wirkstoffen eine entscheidende Voraussetzung für die Aktivierung von Opioidrezeptoren ist“, resümieren die Autoren.

Anwendungen in weiteren Gebieten der Rezeptorforschung sind gleichfalls denkbar, so dass nicht nur Schmerzmittel, sondern auch andere Therapeutika wirksamer und verträglicher werden könnten.

Ausblick

Postoperativer Schmerz und chronischer Entzündungsschmerz ließe sich auf diese Weise ohne Nebenwirkungen behandeln und die Lebensqualität von Patienten entscheidend verbessern, berichten die Forscher im aktuellen Fachmagazin Science.

V. Spahn, G. Del Vecchio, D. Labuz, A. Rodriguez-Gaztelumendi, N. Massaly, J. Temp, V. Durmaz, P. Sabri, M. Reidelbach, H. Machelska, M. Weber, C. Stein. A nontoxic pain killer designed by modeling of pathological receptor conformations. Science. 2017 March 3. doi: 10.1126/science.aai8636.