Winzige Antikörper bekämpfen die gefährliche Wirkung von Opioiden

Forscher der Universität Genf (UNIGE), Schweiz, haben ein Molekül mit der Bezeichnung Nanokörper NbE entdeckt, das sich fest und dauerhaft an Opioidrezeptoren bindet und so die Wirkung der Drogen blockiert.

Opioide sind eine große Familie von Arzneimitteln, zu denen Morphin, Fentanyl und Tramadol gehören. Diese starken Medikamente werden hauptsächlich als Schmerzmittel eingesetzt, lösen aber auch eine euphorisierende Wirkung aus, indem sie mit den Nervenzellen im Gehirn interagieren. Sie machen jedoch stark süchtig und haben gefährliche Nebeneffekte. Zweckentfremdet zählen natürliche und synthetische Opioide zu den tödlichsten Drogen in den Vereinigten Staaten. Experten fürchte ein Übergreifen dieser Gesundheitskrise auf Europa.

„Wir müssen dringend neue Moleküle entwickeln, um die Nebenwirkungen für die Patienten besser abzumildern und die Risiken einer opioidbedingten Überdosis zu beherrschen“, erklärt Miriam Stoeber, außerordentliche Professorin in der Abteilung für Zellphysiologie und Stoffwechsel an der medizinischen Fakultät der UNIGE, die das Projekt initiiert und koordiniert hat. „Um zu verstehen, wie ein Molekül wirkt, müssen wir wissen, wie es die Gehirnzellen beeinflusst. In unserer Studie haben wir winzige natürliche Proteine verwendet, die von Lama-Antikörpern abgeleitet sind, sogenannte Nanokörper, die so konzipiert sind, dass sie spezifisch an den Zielrezeptor auf der Zelloberfläche binden.“

Die starke Bindungskraft des Nanokörpers NbE

Die UNIGE-Forscher haben herausgefunden, dass NbE, einer der untersuchten Nanokörper, die einzigartige Fähigkeit besitzt, sich so fest und dauerhaft an bestimmte Opioidrezeptoren zu binden, dass er die Bindung von Opioiden an eben diese Rezeptoren verhindert und somit die Wirkung der Droge blockiert. „Um festzustellen, wie NbE an sein Ziel bindet, haben wir dank des neuen Dubochet-Zentrums für Bildgebung hochauflösende strukturbiologische Methoden eingesetzt“, beschreibt Andreas Boland, Assistenzprofessor in der Abteilung für Molekular- und Zellbiologie an der UNIGE-Fakultät für Naturwissenschaften und Mitautor der Studie. „Wir haben einen einzigartigen Bindungsmodus identifiziert, bei dem nur ein kleiner Teil des Nanokörpers für seine korrekte Rezeptorselektivität verantwortlich ist. Wenn wir genau wissen, um welchen Teil des Nanokörpers es sich handelt, können wir uns neue Wege vorstellen, um dieselben Wirkungen mit Arzneimitteln zu erzielen.“

Kleine Moleküle, große Wirkung

Nanokörper sind zwar deutlich kleiner als Antikörper, aber dennoch recht groß. Ihre Herstellung kann kostspielig sein und sie erreichen das Zielgewebe im Körper möglicherweise nicht vollständig. In Zusammenarbeit mit dem Team von Prof. Steven Ballet von der Universität Brüssel, Belgien, hat das UNIGE-Forschungsteam in vitro eine Reihe noch kleinerer Moleküle synthetisiert, die den Schlüsselteil von NbE nachahmen, der für die ausgewählte Bindung an Opioidrezeptoren verantwortlich ist. „Durch die dauerhafte Blockierung der Opioidrezeptoren haben unsere neuen Moleküle das Potenzial, die schädlichen Nebenwirkungen von Opioiden umzukehren oder zu verringern. Im Falle einer Überdosis könnten sie eine bessere und länger anhaltende Option darstellen als Naloxon, das derzeit verwendete Mittel. Wir werden nun ihre Struktur verfeinern, um ihre Effizienz noch weiter zu verbessern und ihre Zuführung zu den Zielnervenzellen im Gehirn zu erleichtern“, erklärt Stoeber abschließend.