IBM hilft PET-Plastikflaschen zu starken antimykotischen Medikamenten zu machen
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In einer gemeinsamen Studie, ein Team von Forschern am Singapore Institut für Bioingenieurwissenschaften und Nanotechnologie (IBN) und ein Team im IBM Forschungslabor in Almaden, Kalifornien (IBM) hat ein neues Medikament entwickelt, das die Behandlung von Pilzinfektionen revolutionieren könnte.
Im Jahr 2010 kosteten Pilzinfektionen weltweit 3 Milliarden US-Dollar, und bis 2014 soll diese Zahl auf 6 Milliarden US-Dollar anwachsen. Dieser Anstieg ist auf eine stetig wachsende Zahl von Patienten mit Immunschwäche wie HIV oder Krebs zurückzuführen.
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Wachsende Medikamentenresistenz
" Derzeit haben wir eine sehr begrenzte Anzahl von antimykotischen Medikamenten ", sagte der leitende Forscher Dr. Yi Yan Yang bei IBN in einem Interview mit Healthline. "Die meisten antimykotischen Medikamente in der Klinik töten den Pilz nicht, sie unterdrücken nur sein Wachstum. Wenn die Umgebung dafür geeignet ist, kommt die Pilzinfektion wieder zurück. "
Das ist nicht das einzige Problem mit den aktuellen Behandlungen. Wie bei Bakterien und Antibiotika entwickeln Pilze Resistenz gegen antimykotische Medikamente, die immer höhere Dosierungen des Medikaments erfordern, um diese Infektionen abzutöten.
ReklameDies bedeutet für den Patienten ein Risiko, da aktuelle antimykotische Medikamente es schwer haben, den Unterschied zwischen Pilzzellen und gesunden menschlichen Zellen zu erkennen, so dass hohe Dosen der Medikamente die Nieren und Blutzellen eines Patienten schädigen können.
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AdvertisementAdvertisementEine neue Richtung des Angriffs
Der neue Medikamentenkandidat löst viele der Probleme, denen aktuelle antimykotische Medikamente gegenüberstehen.
Yangs Team hat eine Verbindung hergestellt, die sich zu kleinen, kurzen Nanofasern zusammenfügt. Mit einer elektrostatischen Ladung zielen die Fasern auf die entgegengesetzt geladene Zellmembran eindringender Pilze. Die Nanofasern dringen in die Membran der Pilzzelle ein, wodurch die Membran platzt und der Eindringling tötet.
"Unsere Nanostrukturen können tatsächlich die Pilzzellen abtöten, anstatt nur das Wachstum der Zellen zu unterdrücken", sagte Yang. "Weil unsere antimykotische Wirkung durch die Zerstörung der Membran der Pilzzellen erfolgt, können die Pilzzellen keine Arzneimittelresistenz entwickeln. "
Und wegen der elektrostatischen Ladung der Nanofasern wird das Medikament den Tierzellen nichts anhaben. Die Membranen tierischer Zellen haben eine neutrale Ladung, sodass positiv und negativ geladene Moleküle nicht mit ihnen interagieren können. Das neue Medikament zielt also auf Pilze ab, während gesunde menschliche Zellen in Ruhe gelassen werden.
In Pilzzellkulturen im Labor konnten die neuen Nanofasern mehr als 99,9 Prozent der Zellen in nur einer Stunde zerstören. Der Pilz entwickelte auch nach elf Behandlungen keine Resistenz gegen das neue Medikament.
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Im Vergleich dazu zerstörte Fluoconazol, ein übliches Antimykotikum, die Pilze nicht, verhinderte jedoch ein weiteres Wachstum der Infektion. Die Pilze entwickelten auch nach nur sechs Behandlungen eine Resistenz gegenüber Fluconazol.
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Um ihr Medikament zu erstellen, verwendete das Team Polyethylenterephthalat (PET), das häufig zur Herstellung von Plastikflaschen verwendet wird. Die Amerikaner werfen allein mehr als 35 Milliarden Plastikflaschen pro Jahr weg. PET ist eine billige und reichlich vorhandene Rohstoffquelle, anders als die seltenen Verbindungen, aus denen heute viele teure Arzneimittel hergestellt werden.
"Wir haben dieses Antimykotikum aus recycelten PET-Kunststoffen entwickelt, so dass die Produktionskosten für dieses Medikament sehr niedrig sein können", sagte Yang. "Es ist auch ziemlich grün, weil wir die recycelten Kunststoffe für humanmedizinische Anwendungen verwenden. Wir sind wirklich sehr aufgeregt. "
AdvertisementWerbungDerzeit befindet sich die Droge in der Grundlagenforschung. Um es zu den Patienten zu bringen, benötigt das Medikament einen Sponsor, um es durch klinische Studien zu nehmen.
Yang ist zuversichtlich, dass ein Pharmaunternehmen das Potenzial ihrer Erfindung sehen wird. "Wir suchen eine Partnerschaft mit Pharmaunternehmen, um unsere Forschung weiter zu entwickeln", sagte Yang.
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