Deutscher Zukunftspreis
Medikamententest im Chipformat

Schneller zu neuen Medikamenten: Ein an der Universität München entwickelter Messautomat beschleunigt die Suche nach neuen Wirkstoffen und macht die Pharmaforschung kostengünstiger und sicherer. Das Besondere: Das für den Deutschen Zukunftspreis nominierte nanobiotechnologische Verfahren ermöglicht es, schon frühzeitig wirksame von unwirksamen Substanzen zu unterscheiden.

DÜSSELDORF. Die Entwicklung von neuen Medikamenten ist ein langwieriges und teures Unterfangen. Die Entdeckung eines neuen Wirkstoffes ist heute in der Regel kein Zufall mehr. Jeder neue Wirkstoff benötigt einen Angriffspunkt, eine sogenanntes Target. Das ist ein Molekül im Körper, an dem ein Arzneimittel ansetzen und den Krankheitsverlauf beeinflussen kann. Wurde ein passendes Target gefunden, beginnt eine Art Rasterfahndung, bei der bis zu zwei Millionen potenzielle Wirkstoffe durchgetestet werden.

Zu den wichtigsten pharmakologischen Targets gehören unter anderem die Ionenkanäle. Sie steuern das Ein- und Ausströmen von Molekülen in die Zelle und damit auch die Kommunikation der Zellen untereinander. Die Untersuchung der Ionenkanäle erfolgte bislang mit der sogenannten Patch-Clamp-Technik. Für die Entwicklung dieser Methode erhielten Erwin Neher und Bert Sakmann 1991 den Medizin-Nobelpreis.

Der Test ist jedoch sehr arbeitsintensiv: Ein erfahrener Forscher muss unter mikroskopischer Kontrolle eine Glasmikropipette hin- und herbewegen, um wirklich nur an einer Zelle zu messen. Das Aufsetzen der Pipette erfordert höchste Geschicklichkeit. Aufwendig muss sie mit einem empfindlichen Justierapparat an das Versuchsobjekt heran manövriert werden. Der Probendurchsatz ist entsprechend gering: An einem guten Tag kann ein Wissenschaftler etwa zehn Zellen mit der Methode untersuchen – zu wenig für den Test neuer Wirkstoffe.

Das nominierte Forscherteam der Universität München hat diesen Prozess automatisiert. „Wir haben das Prinzip des Patch-Clamp von der Glaspipette auf einen mikrostrukturierten Chip übertragen“, erläutert der Sprecher des Forscherteams Niels Fertig. Er hat die Grundlagen für die neue Technik entwickelt. Durch Automatisierung des Patch-Clampings kann das Verfahren nun für ein massenhaftes Screening eingesetzt werden – eine Art molekulare Rasterfahndung, bei der bis zu zwei Millionen potenzieller Wirkstoffe auf ihre Effektivität getestet werden.

„Unser chipbasiertes Verfahren vereinfacht die Messtechnik so weit, dass man es jemandem, der völlig unbedarft ist, innerhalb von wenigen Stunden erklären und beibringen kann“, sagt Fertig, der inzwischen Geschäftsführer von Nanion Technologies ist, einer Ausgründung der Münchener Uni, die das neue Sceening-Verfahren vertreibt.

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