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Neue Schmerzmittel aus dem Computer Mathematik in der Pharmaforschung

Arzneimittelforschung, und das gilt auch für Schmerzmittel, ist bekanntlich eine sehr aufwendige, kostspielige und zeitintensive Angelegenheit. Von neun Wirkstoffen erweist sich nach den langwierigen Testreihen, die mehrere hundert Millionen Euro verschlingen und bis zu 8 Jahre dauern, oftmals nur einer als wirksam. Diese Verfahren abzukürzen könnte ein neues mathematisches Suchverfahren, das derzeit am Konrad Zuse Institut der FU Berlin seine erste praktische Testphase erfolgreich absolviert hat.

Seit langem sucht die Pharmazie nach Opioiden, also starken Schmerzmitteln, die ohne Nebenwirkungen auskommen, nicht zu Atemnotstand oder Bewusstseinsstörungen führen. Das scheint nun einem Mathematikerteam des Konrad Zuse Zentrums für Informationstechnik in Berlin gelungen zu sein. Es griff eine Erkenntnis des Charité-Anästhesisten Christoph Stein auf, der bemerkt hatte, dass die Schmerzrezeptoren in entzündetem Gewebe ganz anders reagieren als an anderen Körperstellen. Also fahndete man, so Mathematikdoktorantin Olga Scharkoi, nach einem Mittel, das nur diese Schmerzrezeptoren anspricht.

Programmierte Opioide

Eine handvoll Tabletten

Schmerzmittel haben zu viele Nebenwirkungen

Gelingt das, lassen sich die massiven Nebenwirkungen vermeiden. Es geht also um die Suche nach einem neuen Schmerzmittel, dessen Moleküle nur an die Schmerzrezeptoren an den Entzündungsstellen im Körper andocken und dort den Schmerz unterdrücken. Man kann nun schon seit einiger Zeit Modelle am Computer entwerfen, die das Verhalten von solchen Schmerzmittelmolekülen simulieren. Doch die bisherigen Methoden sind extrem zeitaufwendig, also keine sehr sinnvolle Suchmethode. Die Mitarbeiter des Konrad Zuse Instituts haben darum ein anderes Verfahren entworfen, welches das Molekül um die Rezeptoren herum bewegt und somit seine Richtungstendenz anzeigt.

Bewegte Moleküle

Die neue Methode der mathematischen Simulation führte tatsächlich zum Erfolg. Man variierte dazu einen Wirkstoff, der seit langem bekannt ist: Fentanyl, ein synthetisches Opioid. Erprobt wurde das neue Mittel erst einmal im Reagenzglas an Nervengewebe und dann an Ratten. Bis jetzt sehen die Ergebnisse sehr gut aus.
Dennoch muss das Mittel auf eventuelle giftige Nebenwirkungen untersucht werden. Dann erst kann es am Menschen getestet werden. Das alles kostet viel Zeit, so dass noch Jahre vergehen werden, bis das neue Schmerzmittel bei erfolgreicher Überprüfung tatsächlich auf den Markt kommt.

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