Wissenschaftler haben zum ersten Mal ein Medikament, das durch Licht aktiviert wird, zur Behandlung von Parkinson direkt im betroffenen Bereich des Gehirns entwickelt.
Das Medikament wirkt durch Licht mittels optischer Fasern, die ins Gehirn implantiert werden. Im Versuch mit Mäusen reduzierte es Parkinsonsymptome und verbesserte motorische Funktionen. Die Forschungsergebnisse wurden im Journal of Controlled Release veröffentlicht. Das internationale Forschungsteam vermutet, dass das lichtbetriebene Medikament das Potenzial haben könnte, auch andere Bewegungsstörungen zu behandeln. Wenn es durch Licht aktiviert wird, blockiert das Medikament MRS7145 einen Adenosin A2A Rezeptor. Vorherige Studien hatten bereits Hinweise darauf geliefert, dass der Adenosin A2A Rezeptor ein vielversprechendes Ziel bei Gehirnstörungen wie Parkinson ist.
Die Autoren erklären in ihrer Studie jedoch, dass Adenosin Rezeptoren sich im Gehirn verteilt befinden, was es schwierig macht, sie zu nutzen, um nur auf bestimmte Teile des Gehirns abzuzielen. Durch eine raumzeitliche Kontrolle der Rezeptorfunktion überwindet das neue, lichtaktivierte Medikament einige dieser Einschränkungen, merken die Autoren an. Rund zehn Millionen Menschen sind weltweit von Parkinson betroffen, davon eine Million in den Vereinigten Staaten. Die Krankheit ist chronisch und wird mit der Zeit schlimmer. Sie beeinflusst hauptsächlich die Bewegung durch Zittern, Steifheit, Langsamkeit und Probleme mit der Balance sowie der Koordination. Nichtbewegungs-Symptome können auch auftreten, so wie Verstopfung, gestörter Schlaf, Depression, Angststörung und Müdigkeit. Parkinson tritt normalerweise nicht vor dem 50. Lebensjahr auf. Nur rund zehn Prozent der Fälle werden in einem früheren Alter diagnostiziert. Es entsteht durch das Absterben von Neuronen in einem Bereich des Gehirns namens Substantia Nigra. Diese Neuronen produzieren Dopamin, das wichtig für die Bewegungskontrolle ist. Ziel vieler Medikamente, die Parkinson behandeln sollen, ist es, die Dopaminwerte im Gehirn zu normalisieren. Das Blockieren von Adenosinrezeptoren wurde für solche Behandlungen als Ziel vorgeschlagen, da es die Dopaminwerte steigern kann.
Photopharmakologie ist ein relativ neuer medizinischer Bereich, der Medikamente entwickelt, deren Wirkung durch Licht ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Ansatz bietet die Möglichkeit, den präzisen Ort der Medikamentenfreisetzung im Körper zu kontrollieren und kann dadurch Nebenwirkungen verhindern. Es ermöglicht außerdem ein genaues Timing. Zeitlich präzises Dosieren ist ein klarer Vorteil beim Gebrauch von Medikamenten, die graduell ihre Wirksamkeit verlieren und daher größeren Dosen benötigen, um arbeiten zu können. Das passiert mit Levodopa (das Medikament, das gewöhnlich zur Behandlung von Parkinson verwendet wird). MRS7145 ist ein lichtempfindliches Derivat von SCH442416, was ein selektiver Antagonist der Adenosin A2A Rezeptoren ist. Der Wirkstoff ist chemisch inaktiv, bis er mit Licht der Wellenlänge 405 nm bestrahlt wird, das violett und nicht schädlich für das Gewebe ist. Für ihre Studie führten die Forscher eine Reihe Tests durch. Zunächst zeigten sie, dass das Medikament darauf reagierte, wenn es durch Licht in Zellen, die der Adenosin A2A Rezeptor ausschüttet, getriggert wurde und die Rezeptoren blockierte. Dann testeten sie die Wirkung des Medikaments auf die motorische Funktion lebender Mäuse. Sie implantierten eine optische Faser in den entsprechenden Bereich des Gehirns der Mäuse: in das Striatum. Wenn sie Licht der korrekten Wellenlänge die Faser hinabscheinen ließen, zeigten die Mäuse eine "signifikante Hyperlokomotion". Diese Behandlung reduzierte außerdem die Auswirkung von medikamentenausgelöster Steifheit und Zittern. Als letztes zeigten sie, dass der Ansatz außerdem motorische Einschränkungen bei einem Mausmodell von Parkinson aufhob.
Der Co-Autor Dr. Francisco Ciruela des Institute of Neuroscience an der University of Barcelona, erklärt, dass es bereits Behandlungen für Parkinson gibt, die ins Hirn implantierte Drähte nutzen. Er und seine Kollegen warnen, dass noch viel Arbeit zu tun ist, bevor lichtaktivierte Medikamente in ähnlicher Art für den medizinischen Gebrauch bereit sind. Dennoch malt er sich eine Zukunft aus, in der der Patient ein lichtgenerierendes Pflaster trägt, das mit den implantierten Fasern verbunden ist. Die Aktivierung des Lichts und dadurch das Timing der Medikamentenfreisetzung könnte dann von einem Arzt mit einer App gesteuert werden. So ein Ansatz könnte auch dabei helfen, Probleme mit dem Dosierungs-Timing zu minimieren, die typischerweise auftreten bei der Behandlung von Langzeit-Erkrankungen, wenn das Engagement zur Einhaltung von Behandlungsplänen nachlässt. "Eine feine Raum-Zeit Präzision wird ermöglichen, neurale Schaltkreise im Detail zu manipulieren und sie auf therapeutischen und neuroprotektiven Nutzen einzustellen", merkt Ciruela abschließend an.