Nauwkeurige targeting van medicijnen is niet langer een toekomstvisie. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) heeft met succes eiwitten ontwikkeld die als een shuttle functioneren en medicatie direct afgeven op de plaats waar het nodig is. Het onderzoek zou als model kunnen dienen en in de toekomst gerichte en weefselspecifieke medicatietoediening mogelijk maken.

Medicatie gericht gebruiken en toedienen zonder gezond weefsel te beschadigen, staat centraal in farmaceutisch onderzoek. Medewerkers van de leerstoel Biotechnologie van de FAU onder leiding van prof. dr. Yves Muller en hoofdauteur van de studie Karin Schmidt hebben een nieuwe oplossing voor dit proces ontwikkeld. In samenwerking met onderzoekers van de Friedrich-Schiller Universität Jena, ze konden aantonen dat een bepaalde groep eiwitten omgevormd kan worden tot weefselspecifieke 'shuttles' voor medicatie.

Een door de leerstoel Biotechnologie ontwikkeld computerondersteund proces en experimenten in het laboratorium waren nodig om de moeilijke taak op te lossen om eiwitten zo te ontwerpen dat er stoffen (zogenaamde legaten) aan kunnen worden gebonden. De onderzoekers gebruikten hiervoor kristallografie. In een spelletje 'pingpong' tussen computertoepassingen en het laboratorium, de onderzoekers hebben met succes een eiwit van menselijke oorsprong, antichymotrypsine genaamd, omgezet in eiwitten waaraan ze een bekend antibioticum (Doxycycline) en een veelgebruikt cytostaticum (Doxorubicine) kunnen binden dat wordt gebruikt voor de behandeling van kanker en auto-immuunziekten. De gebonden medicatie kwam vervolgens vrij bij het doelweefsel door het shuttle-eiwit te splitsen met een zogenaamd proteïnase-enzym. De gepubliceerde studie levert nu experimenteel bewijs dat de medicatie aan de eiwitten was gebonden en beschrijft hoe dit tot stand kwam.

Door gebruik te maken van de eiwitshuttles kan medicatie gerichter in lagere doseringen worden ingezet, zonder ingrijpende procedures en met minder bijwerkingen. Dit zou de impact van de medicatie op de rest van het lichaam en andere organen verminderen en het mogelijk maken dat de actieve ingrediënten in de medicijnen effectiever worden gebruikt. "We hebben een lange en moeilijke weg voor de boeg voordat bepaalde eiwitten kunnen worden gebruikt als shuttles in medische toepassingen, " zegt prof. dr. Yves Muller, die de studie leidde. De eerste stap is het verhogen van de bindingsaffiniteit van de geneesmiddelen aan de shuttle-eiwitten. "De sleutel moet nog preciezer in het sleutelgat passen, " zegt Prof. Dr. Muller. De leerstoel Biotechnologie van de FAU zal de komende jaren intensief bij dit project betrokken zijn.

De volgende stap is het uitbreiden van het project naar klinisch toegepast onderzoek. Experimenteel bewijs moet dan aantonen dat de mechanismen ook in weefsel werken. Echter, de onderzoekers hebben goede hoop dat hun modelstudie de potentie heeft om gerichte shuttles voor medicatie te ontwikkelen en baanbrekend kan zijn voor gerichte en efficiënte medicatietoediening.