Samstag, 21. Mai 2022

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Gerinnungshemmer mit eingebautem Gegenmittel

Medizin. - Blutgerinnung ist ein grundlegender Schutzmechanismus im Fall einer Verletzung. Die gerinnenden Blutbestandteile beginnen sofort mit der Abdichtung des Lecks. In manchen Fällen kann aber gerade die Gerinnung gefährlich werden, bei Thrombosen und schweren Operationen wird sie deshalb mit speziellen Gerinnungshemmern unterdrückt. Ein Forscher-Trio der Universität Bonn hat nun einen Gerinnungshemmer entwickelt, den man nach einer Operation ausschalten kann und zwar durch Licht.

Von Jan Friese | 03.08.2007

Christoph Scholz wird eine neue Herzklappe eingesetzt. Für die Dauer der Operation haben die Ärzte seinen Herzschlag angehalten. In der Zwischenzeit fließt das Blut über Gummischläuche ins Innere einer Herz-Lungen-Maschine. Dort wird es mit Sauerstoff angereichert und anschließend zurück in den Körper gepumpt.

"Immer dann, wenn das Blut mit einer Oberfläche in Kontakt kommt, die nicht dem körpereigenen Material entspricht, wird der Gerinnungsprozess gestartet. Und wenn sie Blut in größerer Menge entnehmen und über Pumpen laufen lassen und mit Kunststoffmaterialien in Verbindung bringen, dann würde das sofort zur Ausbildung eines Blutgerinnsels führen","

erklärt Professor Bernd Pötzsch vom Institut für experimentelle Hämatologie. Blutgerinnsel können Gefäße verstopfen, die Blutversorgung von Organen blockieren und im schlimmsten Fall zum Tod des Patienten führen. Damit dies nicht geschieht, werden während der Operation so genannte Anti-Koagulantien verabreicht – Blutgerinnungshemmer, die das Blut flüssig halten. Die Operation von Christoph Scholz verläuft gut und nähert sich schon bald ihrem Ende. Beim Schließen des Brustkorbs kommt es jedoch zu einer kleinen Blutung; ohne natürliche Gerinnung könnte der Patient verbluten. Schnell wird daher ein Gegenmittel gespritzt, das den verabreichten Blutgerinnungshemmer abschaltet. Die Blutung kommt zum Stillstand. Solche abschaltbaren Gerinnungshemmer gibt es derzeit jedoch nur sehr wenige. Die gespritzten Gegenmittel können außerdem leicht überdosiert werden und gefährliche Nebenwirkungen auslösen. Ein Forscher-Trio aus Bonn hatte die Idee für einen neuartigen Gerinnungshemmer. Abgeschaltet werden soll der ganz einfach durch Licht.

""Licht hat wahnsinnig viele Vorteile, zum einen ist Licht harmlos. Weil, wenn man zum Beispiel normales Gewebe mit Licht bestrahlt, bei uns ist das UV-Licht, das ist relativ mildes UV-Licht, dann passiert nix. Das heißt, es ist ein relativ harmloses Gegenmittel","

meint Dr. Alexander Heckel. Der organische Chemiker im Bonner Team baute einen molekularen Lichtschalter in den Gerinnungshemmer ein, genau zwischen den Wirkstoff und dessen Gegenmittel. Denn das führt der Wirkstoff direkt mit sich mit. Eine Überdosierung des Gegenmittels wird so nahezu unmöglich. Heckel:

""Bildlich gesprochen könnte man sozusagen sagen, dass wir Feuer und Wasser in einem Molekül verkaufen, nur dass das Wasser, sagen wir mal, in einem Beutel noch ist, und das Feuer kann brennen, und wenn man auf einen Knopf drauf drückt, der in unserem Fall eben lichtgetriggert ist, dann würde dieser Beutel aufgehen und das Wasser wird verspritzt und das Feuer wird gelöscht."

Der Wirkstoff bindet ein Schlüsselprotein der Blutgerinnung, das Thrombin. Solange das Thrombin derart "festgehalten" wird, kann die natürliche Gerinnung nicht einsetzen, das Blut bleibt flüssig und kann beispielsweise durch eine Herz-Lungen-Maschine gepumpt werden. Sobald das Gegenmittel aktiviert wurde, setzt dann die natürliche Gerinnung wieder ein. Das Gegenmittel ist dabei das Spiegelbild zum Wirkstoff, wie Plus und Minus schalten sie sich gegenseitig aus. Damit dies aber nicht ungewollt passiert, hält ein besonderes Molekül die beiden voneinander fern, der Lichtschalter des Medikamentes. Doch umlegen kann diesen Schalter nicht jedes Licht.

"Das UV-Licht, das wir verwenden, das ist exakt auf unser Molekül angelegt, auf den Lichtschalter, den wir verwenden müssen, der funktioniert nur mit einer Wellenlänge von 366 Nanometer","

erklärt Dr. Günter Mayer, der dritte im Bonner Team. Sobald der molekulare Schalter durch das UV-Licht aktiviert wurde, können sich Wirkstoff und Gegenmittel miteinander verbinden - und mit dem so befreiten Thrombin setzt auch die natürliche Blutgerinnung wieder ein. Heckel:

""Wir haben das Prinzip demonstriert und das funktioniert wunderbar und die weitergehenden Versuche werden dann erst zeigen was pharmakokinetisch mit dem, mit der Substanz im Körper passiert, wie sie verstoffwechselt wird, wie sie ausgeschieden wird und wie stabil sie überhaupt im Körper ist."

Die Versuche im Reagenzglas waren ein Erfolg für Dr. Heckel und seine beiden Partner. Die noch offenen Fragen werden sich allerdings nur in Tierversuchen klären lassen.