FAU-Forschungsteam entwickelt Wirkstoffe gegen Malaria

Malaria gehört zu den weltweit am weitesten verbreiteten und tödlichsten
Infektionskrankheiten. Zur Malariabekämpfung werden stetig neue Wirkstoffe
benötigt, weil die Gefahr besteht, dass die Malariaerreger unempfindlich
gegen Medikamente werden, also Resistenzen entwickeln. Ein Forschungsteam
der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) um Prof. Dr.
Svetlana B. Tsogoeva hat das Antimalariamittel Artemisinin mit dem
ebenfalls in Pflanzen vorkommenden Stoff Cumarin kombiniert und dabei
erstmals einen autofluoreszierenden Wirkstoff aus den beiden bioaktiven
Substanzen entwickelt. Diese Autofluoreszenz ist besonders vorteilhaft,
weil sie für die Bildgebung in lebenden Zellen eingesetzt werden kann und
die Wirkweise des Medikaments in genauer Zeitabfolge zeigt. Doch die
Arbeitsgruppe entdeckte auch, dass die autofluoreszierenden Artemisinin-
Cumarin-Hybride in der Lage sind, Arzneimittelresistenzen bestimmter
Malariaerreger mit dem Namen Plasmodium palcifarum zu überwinden. Ihre
Ergebnisse haben sie in Chemical Science veröffentlicht.

Artemisinin ist ein höchst effektiver und häufig eingesetzter Grundstoff
für die Herstellung von Malariamedikamenten, der aus dem Einjährigen
Beifuß (Artemisia annua L.) gewonnen wird. Cumarin ist ein sekundärer
Pflanzenstoff, der in verschiedenen Pflanzen vorkommt. Bei der Entwicklung
von Medikamenten gegen Malaria werden Wirkstoffe mit fluoreszierenden
Stoffen markiert, um mithilfe bildgebender Techniken in genauer zeitlicher
Abfolge zu erkennen, wie sie gegen Malariaerreger vorgehen. Diese
Fluoreszenzmarkierung wurde bereits auch bei Artemisinin angewandt.

Wirkstoffe kombinieren – Autofluoreszenz erreichen

Ein großer Nachteil der Markierung mit fluoreszierenden Stoffen liegt
darin, dass sie die Wirkungsweise des Medikaments verändern. So nehmen die
malariainfizierten Zellen ein Medikament wie Artemisinin nach
Fluoreszenzmarkierung unter Umständen in anderer Weise auf als vorher.
Auch die Löslichkeit des Medikaments kann sich verändern. Umgehen lässt
sich dies durch die Entwicklung von autofluoreszierenden Hybriden – also
Wirkstoffen aus zweien oder mehreren Grundstoffen –, die eine eigene
Fluoreszenz aufweisen und deren Wirkweise mit bildgebenden Verfahren genau
beobachtet werden kann.

Wirkstoff mit besonderen Fähigkeiten

Das Team um Prof. Tsogoeva, Lehrstuhl für Organische Chemie I, entschied
sich, Artemisinin mit bioaktiven Cumarinen zu kombinieren – unter anderem,
weil Cumarin-Derivate ebenfalls Anti-Malaria-Eigenschaften besitzen.
Daneben lassen sie sich chemisch leicht verändern, sodass sie stark
fluoreszieren. Die Forschenden fanden heraus, dass sich nicht nur die
Wirkweise dieses ersten autofluoreszierenden Artemisinin-Cumarin-Hybrids
in mit P. falciparum infizierten lebenden roten Blutkörperchen gut
beobachten ließ. In Zusammenarbeit mit Prof. Barbara Kappes (Department
Chemie- und Bioingenieurwesen, FAU) und Dr. Diogo R. M. Moreira (Instituto
Gonçalo Moniz, Fiocruz Bahia, Brasilien) stellten sie auch fest, dass der
Wirkstoff in vitro, also „im Reagenzglas“, hervorragend gegen P.
falciparum-Stämme wirkte, die gegen Chloroquin und andere
Malariamedikamente resistent waren. Vor allem aber bewährte sich der neue
Wirkstoff auch in vivo, also in Mausmodellen, und wirkte diesen
Malariaerregern hocheffektiv entgegen.

Die FAU-Forschenden hoffen, mit der Schaffung des ersten
autofluoreszierenden Artemisinin-Cumarin-Hybrids die Grundlage für die
Entwicklung weiterer autofluoreszierender Wirkstoffe zur Malariabehandlung
geschaffen und einen Schritt zur Überwindung von Multiresistenzen gegen
Malariamedikamente getan zu haben.

* https://doi.org/10.1039/D3SC03661H

Mehr Informationen zu den Forschungsprojekten von Prof. Tsogoeva finden
Sie auf ihrer Website: https://www.chemistry.nat.fau.eu/tsogoeva-group/

Wie ist die ophthalmologische Forschung in Deutschland aufgestellt? Wo
liegen ihre Stärken, wo gibt es Verbesserungsbedarf und welche
Herausforderungen werden in Zukunft auf das Fachgebiet zukommen? Diese
Fragen hat die Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft (DOG) von einem
national und international besetzten Expertengremium untersuchen lassen.
Die Ergebnisse sind Bestätigung und Ansporn zugleich – anlässlich des
Welttages der Wissenschaft am Freitag, den 10. November 2023, stellt die
Fachgesellschaft sie vor.

Intensiver und kontinuierlicher Forschung ist es zu verdanken, dass
wirksame Therapien für viele Augenerkrankungen existieren, denen man
früher hilflos gegenüberstand. Noch immer gibt es jedoch ophthalmologische
Leiden, die nicht zufriedenstellend therapiert werden können und die zu
Sehminderung oder Erblindung führen. Das ist etwa bei degenerativen
Erkrankungen der Netzhaut und der Hornhaut der Fall, aber auch beim
Glaukom und dem trockenen Auge. „Die meisten dieser Erkrankungen treten
mit zunehmendem Alter immer häufiger auf“, sagt Professor Dr. med. Claus
Cursiefen, Generalsekretär der DOG. Allein aufgrund des demographischen
Wandels sei daher mit einem starken Anstieg der Erkrankungszahlen zu
rechnen – und damit auch mit einer deutlichen Zunahme von Sehbehinderungen
und Erblindungen. „Dieser Entwicklung können wir nur mit exzellenter
Forschung begegnen“, so Cursiefen. Nur mit einer Ausweitung der
diagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten könne die
ophthalmologische Versorgung und die Lebensqualität der alternden
Bevölkerung sichergestellt werden.

Um von außen beurteilen zu lassen, wie gut die deutsche Augenforschung
diesen Zielen gerecht wird, hat die DOG eine Gruppe internationaler
Stakeholder aus Forschung, Wissenschaftsmanagement und Industrie an einen
virtuellen Tisch geholt und um eine Evaluation gebeten. Eine wichtige
Bewertungsgrundlage hatte die DOG zuvor selbst erarbeitet: Ihre
„Forschungslandkarte“*, die alle zwei bis drei Jahre aktualisiert wird,
gibt einen Überblick über die ophthalmologische Forschung an universitären
und außeruniversitären Standorten und listet die jeweiligen thematischen
Schwerpunkte ebenso auf wie die eingeworbenen Fördermittel, Publikationen,
Promotionen, Habilitationen und Impact-Punkte.

„In der Gesamtschau bewertet das Gremium die Qualität und thematische
Vielfalt der Augenforschung in Deutschland als beeindruckend – besonders
im Hinblick auf die begrenzten Mittel, die zur Verfügung stehen und im
internationalen Vergleich eher niedrig sind“, berichtet der DOG-
Generalsekretär. Hieraus ergibt sich zugleich die erste Empfehlung der
Expertinnen und Experten: verstärkte Überzeugungsarbeit bei den
zuständigen politischen Stellen und Stiftungen zu betreiben, um eine
Erhöhung der Fördermittel zu erwirken. „Dabei sollte insbesondere der
große gesellschaftliche Nutzen der ophthalmologischen Forschung betont
werden“, gibt Cursiefen das Expertenvotum wieder. Auch solle man stärker
auf die Vorreiterrolle aufmerksam machen, die die Augenheilkunde bei neuen
Technologien wie der KI, Genetik, Robotik und Nanotechnologie innehabe.

Weitere Empfehlung: Auch wenn die Stakeholder-Runde die Vielfalt der
bearbeiteten Forschungsthemen würdigt, vermisst sie eine klare
Priorisierung. Um Kräfte zu bündeln und die Forschung effizienter zu
machen, schlägt das Panel daher vor, den Fokus auf maximal drei
Themenbereiche zu legen und diese einrichtungsübergreifend – etwa im
Rahmen von DFG-Schwerpunktprogrammen – zu bearbeiten.

Bei der Übertragung von Forschungsergebnissen in die medizinische
Anwendung und in vermarktbare Produkte sah das Gremium ebenfalls
Nachholbedarf. Die vergleichsweise geringe Zahl an Patenten, die aus der
deutschen ophthalmologischen Forschung hervorgehen, lasse darauf
schließen, dass das translationale Potenzial bei Weitem nicht ausgeschöpft
werde, befanden die Expertinnen und Experten. Hier könne eine engere
Zusammenarbeit mit Patentanwältinnen und Patentanwälten ebenso helfen wie
eine Infrastruktur, die junge Forscherinnen und Forscher beim
Technologietransfer unterstützt.

Weitere Empfehlungen beziehen sich darauf, die Rahmenbedingungen für die
individuelle Karriereplanung zu verbessern – von flexiblen und
familienfreundlichen Arbeitsbedingungen bis hin zu einer größeren Vielfalt
anerkannter Karriereziele, die nicht nur im klinischen Bereich, sondern
eben auch in der Forschung liegen können. „Dabei sollte das gesamte
Spektrum ophthalmologischer Forschung abgedeckt werden, einschließlich der
Grundlagenforschung“, betont Cursiefen. Um begabten Forscherinnen und
Forschern eine Karriere im Labor zu ermöglichen, sei auch die Einrichtung
von Stiftungsprofessuren oder Exzellenzzentren hilfreich. In diese
Richtung zielt auch die Gründung eines Deutschen Zentrums für
Gesundheitsforschung für die Augenheilkunde, eine Forderung, die die DOG
bereits seit Längerem stellt. Die Expertenrunde unterstützt diese
Forderung ausdrücklich – ein deutsches Pendant zum amerikanischen
„National Eye Institute“ würde dem Kampf gegen erblindende
Augenerkrankungen sehr helfen.

Die DOG setzt sich seit ihrer Gründung für die ophthalmologische Forschung
ein, fördert wissenschaftliche Projekte, gibt Fachzeitschriften heraus,
veranstaltet Kongresse und unterstützt junge Forscherinnen und Forscher
mit Stipendien. „Ziel all dessen ist immer die Verbesserung der
ophthalmologischen Diagnostik und Therapie, zum Wohle der Patientinnen und
Patienten“, betont Generalsekretär Cursiefen. Diese Patientenorientierung
sollte die DOG in der Öffentlichkeit noch stärker herausstellen, rät das
Panel, etwa indem sie noch enger mit Selbsthilfegruppen zusammenarbeite.
Denn letztlich repräsentiere die Fachgesellschaft nicht nur die
ophthalmologisch tätige Ärzteschaft, sondern auch die Patientinnen und
Patienten und ihre Familien.

*[Scientific performance of ophthalmological research institutions in
Germany 2018-2020: Studies, publications, third-party funding and more-The
research map of the German Ophthalmological Society (DOG)].
Schaub F, Mele B, Gass P, Ader M, Helbig H, Lagrèze WA, Schlötzer-
Schrehardt U, Ueffing M, Cursiefen C; das DOG Forschungslandkartenteam.
Ophthalmologie. 2022 Jun;119(6):582-590
https://www.dog.org/die-dog/publikationen-der-
dog/forschungslandkarte/forschungslandkarte-2022