In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über schwache Analgetika.

Wir verwenden in der Episode die Begriffe schwache bzw. leichte Analgetika synonym, in der Fachliteratur sind noch weitere Bezeichnungen wie periphere oder nichtopioide Analgetika gebräuchlich. Eine einheitliche Bezeichnung gibt es leider nicht, da durch die vielfältigen Angriffspunkte unterschiedlicher Wirkstoffklassen keine allgemein gültige Einteilung möglich ist.

Neben den Wirkstoffklassen und sehr bekannten Vertretern wie Ibuprofen, ASS und Paracetamol geht Hans-Dieter auch auf die drei Wirkungen (schmerzlindernd, fiebersenkend und entzündungshemmend) der schwachen Analgetika ein und beschreibt, wie diese zustande kommen. Wie alle Wirkstoffe haben auch die schwachen Analgetika Nebenwirkungen, die sich entweder aus dem Wirkungsmechanismus oder der Struktur ableiten lassen. Hans-Dieter und Bernd diskutieren auch diese und zeigen dabei, wie Wissenschaftler:Innen daraufhin die Strukturen verändert und weiter entwickelt haben.

Abschließend kündigt Bernd noch drei Termine an: Die Wirkstofftage 2023 in Braunschweig, das GanzOhr 2023 in Berlin und die Lange Nacht der Wissenschaften ebenfalls in Berlin.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Es gibt drei Wirkungen, die man bei den schwachen Analgetika hervorhebt:

Phenazon – Wikipedia Artikel

Die Kombination aus Dexamethason und Phenylbutazon nennt man häufig auch  „Tübinger Bombe“

Programme bzw. genauere Informationen folgen auf den diversen Social Media Kanälen, sobald uns diese zur Verfügung stehen.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Tranquilizer und Schlafmittel. Neben den derzeit wichtigsten Wirkstoffklassen wie Benzodiazepine oder Nonbenzodiazepine werden auch neuere Entwicklungen wie Orexin-Rezeptor-Antagonisten angesprochen.

Wie immer besprechen Hans-Dieter und Bernd die chemischen Eigenheiten der jeweiligen Wirkstoffklassen und wie diese sich auf die Pharmakologie der Wirkstoffe auswirken.

Auch das körpereigene Melatonin wird als Wirkstoff eingesetzt. Hans-Dieter beschreibt, wie im Körper aus Serotonin Melatonin erzeugt wird und wie in der Wirkstoffentwicklung das Melatonin  künstlich verändert wurde, um es als Schlafmittel einsetzen zu können. Neben den altbekannten Wirkstoffklassen gehen Hans-Dieter und Bernd auch auf neue Entwicklungen wie Orexin-Rezeptor-Antagonisten ein. Für  einige Wirkstoffe dieser Gruppe wurden 2022 Zulassungen in Europa beantragt und erste Vertreter haben die Zulassung mittlerweile erhalten.

Abschließend spricht Bernd noch eine Hörer:Innen Frage zur Episode mit Carsten Watzl an.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Anfrage von Frau Kämmerer:

„“ Hallo Herr Dr. Rupp,

zunächst herzlichen Dank für Ihren vielseitigen und interessanten PC!

Mit interessierten Grüßen

Antwort von Carsten Watzl:

„“ Hallo Bernd,

Gruß,

Carsten’s Antwort zur Bedeutung von IgG4:

„“ IgG4 im Vergleich zu IgG1 ist nicht so gut darin, Fc-Rezeptor vermittelte Effekte auszulösen. Diese Effekte können auch wichtig sein, um durch Antikörper gebundene Viren nicht nur zu neutralisieren, sondern auch infizierte Zellen und Komplexe zu beseitigen. Die Abwehr könnte also etwas schlechter sein, wenn mehr IgG4 und weniger IgG1 vorhanden ist. Jedoch ist noch gar nicht gezeigt worden, dass die Abwehr wirklich schlechter ist. Das ist aktuell eher eine theoretische Überlegung.

Gruß,

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Diesmal ist Bernd zu Gast an der Freien Universität Berlin (FU) in der Gruppe von Dr. Daniel Lauster.  Daniel leitet an der FU die BMBF-Nachwuchsgruppe „Mucinpeptide“.

Mucine sind sehr große Proteine, die für den Aufbau von Schleimhäuten in unserem Körper verantwortlich sind. Teile dieser Proteine definieren spezielle Eigenschaften, die für unterschiedliche therapeutische Zwecke von großem Interesse sind. Die Gruppe von Daniel untersucht vor allem Mucine aus Lunge und Nase mit diversen biophysikalischen Methoden, um die funktionalen Bauteile dieser Proteine zu identifizieren und als Peptide sogenannte Mucinpeptide zu isolieren.

Dabei hat die Gruppe von Daniel diverse Modelle zur Simulation erkrankter, aber auch gesunder Lungenschleimhäute entwickelt, um die Funktionalität der Peptide auch nach der Präparation testen zu können.

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Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Daniel Lauster für die Zeit und seine Erläuterungen zu seinem Forschungsgebiet.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über die Architekturen unterschiedlicher Ionenkanäle.

Hans-Dieter erklärt die beiden grundlegenden Bauformen und die prinzipielle Funktion von Ionenkanälen, die entweder als Tetramer oder auch als Pentamer in unterschiedlichen Zellen vorkommen können.

Besonderer Dank gilt Haoran Liu, der als Doktorand in der Gruppe von Han Sun, in der auch Bernd arbeitet, einige Darstellungen der unterschiedlichen Ionenkanal Architekturen zur Verfügung gestellt hat.

Durch den Transport der Ionen bildet sich an der Membran der jeweiligen Zellen ein Potential aus. Die Änderung dieser Potentiale mit Hilfe der unterschiedlichen Ionenkanal-Typen ist entscheidend für den Ablauf diverser physiologischer Prozesse, die viel weiter reichen als die hier gezeigten molekuaren Modelle und Themen anderer Wirkstoffradio Episoden.

Im September feiert das Wirkstoffradio sein 5 -jähriges Bestehen, daher lädt Bernd alle Hörer:Innen ein, jetzt schon Vorschläge für eine Jubiläumsveranstaltung zu machen.

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Suximide ist der INN Name der Succinimid-Derivate, die als Wirkstoffe zur Behandlung von epileptischen Krampfanfällen verwendet werden.

WSR001 Was sind Wirkstoffe? – Interview mit Prof. Höltje – Link zur Episode

Das Wirkstoffradio geht in sein 5. Jahr, daher ruft Bernd dazu auf, Wünsche oder Vorschläge wie man das Jubiläum des Wirkstoffradios feiern könnte, an [Jubiläum] zu senden.

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Prof. Dr. Carsten Watzl ist Leiter des Forschungsbereichs Immunologie am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund und Generalsekretär der Deutschen Gesellschaft für Immunologie.

In dieser Episode sprechen Carsten und Bernd über das Immunsystem und dessen Aufgaben. Neben den Bestandteilen und der Mechanismen des Immunsystems erklärt Carsten, wie sich Impfungen auf das Immunsystem auswirken.  Einer von Carstens Themenschwerpunkte sind natürliche Killerzellen, die im Körper infizierte Zellen abtöten, indem sie diese mit unterschiedlichen Proteinen in den programmierten Zelltod treiben.

Im Rahmen der Dortmunder Vital-Studie untersucht Carsten Auswirkungen von Arbeitsbelastungen wie Stress auf das Immunsystem von Probanden. Bei der Studie geht es nicht nur darum, welche Faktoren eine Rolle spielen, sondern es soll auch die Änderung des Immunsystems dokumentiert und bis hin zu molekularen Mechanismen erklärt werden.  Hier die Information zu den Teilnahmebedingungen für die Studie.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Immunsystem – Wikipedia Artikel

Hier erläutert Carsten, dass wir für eine natürliche Grundimmunisierung wahrscheinlich eine Generation (ca. 25 Jahre) gebraucht hätten; durch die Impfung konnten wir diesen Prozess auf etwa 2 Jahre verkürzen und das ohne zu viele Opfer in Kauf zu nehmen.

NK-Zellen bei der Arbeit können hier beobachtet werden!

Carsten erläutert, dass Frauen im Schnitt immunologisch 10 Jahre jünger sind als Männer und dass sie ein stärkeres Immunsystem haben. Leider geht das auch mit einer höheren Rate an Autoimmunerkrankungen einher. Einzige Ausnahme sind Feuerwehrmänner, die sind vom immunologischen Alter vergleichbar mit Frauen.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Carsten Watzl für die Zeit und seine Erläuterungen zu seinem Forschungsgebiet.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über den Zusammenhang zwischen dem exzitatorischen und dem inhibitorischen System und besprechen Wirkstoffe, die epileptische Anfälle mildern oder sogar verhindern können.

Der wichtigste Neurotransmitter für das exzitatorische System ist Glutaminsäure. Wird von einem Glutaminsäure Molekül CO2 abgespalten, so entsteht der inhibitorische Neurotransmitter GABA (gamma-Amino-Buttersäure). Für beide Neurotransmitter gibt es eine ganze Reihe von Rezeptoren, deren Effekte einander beeinflussen.

Hans-Dieter beschreibt die Entwicklung verschiedener Wirkstoffklassen und zeigt, dass schon kleine Änderungen in der Wirkstoffstruktur ausreichen, um andere Rezeptorsysteme zu adressieren.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Wir freuen uns immer über neue Anregungen, Fragen und Verbesserungsvorschläge.

Die drei Strategien zur Behandlung eines epileptischen Anfalls:

Tiagabin hemmt das GABA-Transportprotein, das für den Reuptake des Neurotransmitters in die präsynaptischen Speichervesikel verantwortlich ist.

Vigabatrin hemmt die GABA-Transaminase irreversibel.

Phenytoin hemmt vor allem spannungsabhängige Natriumkanäle. Dies

Butylgruppen – Wikipedia Artikel

Beide Substanzen hemmen spannungsabhängige Calciumkanäle.

Felbamat ist ein NMDA-Rezeptorantagonist. Außerdem wirkt es als allosterischer Aktivator des GABA-Rezeptors.

Hemmt auch spannungsabhängige Calciumkanäle.

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Dr. Daniel Roderer ist Nachwuchsgruppenleiter am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie.  Daniels Gruppe „Structure and mechanism of microbiome-driven diseases“ verwendet unter anderem Kryoelektronenmikroskopie, um molekulare Prozesse zwischen Bakterien des Darmmikrobioms mit Zellen des Dickdarms aufzuklären, die potenziell Teil eines krankhaften Mechanismus sind.

Im Rahmen einiger schwerer Erkrankungen, wie zum Beispiel Dickdarmkrebs bilden sich Interaktionen von Krebszellen mit Bakterien des Mikrobioms aus, die  die Progression dieser Erkrankungen verschlimmern bzw. beschleunigen können. Die Interaktionen zwischen Bakterien und Zellen werden häufig durch Proteinkomplexe an der Berührungsebene zwischen den beiden Organismen gebildet. Für ein tieferes Verständnis der resultierenden Krankheiten ist ein detailliertes Bild der Komplexe notwendig, um Wirkstoff-basierte Therapien entwickeln zu können.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

In der Regel werden nicht nur einzelne Bilder aufgenommen, sondern kurze Filme mit 40-60 Einzelaufnahmen registriert. Jeder Film ist zwischen 300-600MB groß. Für eine komplette Messung mit ca. 4000 einzelnen Filmsequenzen resultiert ein Gesamtspeicherbedarf von etwa 2TB nur für diese Rohdaten.

Daniel beschreibt, wie der Probenträger mit Graphen beschichtet wird, um Probenpartikel besser an das Grid binden zu können.

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Wirkstoffe gegen Depressionen, Migräne und Erbrechen und welche Rolle dabei die jeweiligen Rezeptorsysteme für die Neurotransmitter Noradrenalin und Serotonin haben.

Hans-Dieter beschreibt, wie die einzelnen Wirkstoffgruppen von  Neurotransmittern abgeleitet werden können und worauf man achten muss, wenn deren Wirkung aktiviert bzw. gehemmt werden soll.

So handelt es sich bei den Triptanen  (Migräne Behandlung) um Agonisten  zweier Serotonin Rezeptortypen. Während die Setrone als Antiemetika Antagonisten eines anderen Serotonin Rezeptor Subtyps darstellen. Beide Wirkstoffklassen müssen an den unterschiedlichen Rezeptoren die Eigenschaften von Serotonin so simulieren, dass der jeweilige Wirkstoff nur diesen Rezeptor aktivieren bzw. blockieren kann.

In der Feedbackrunde stellt Bernd vor, wie die Inhalte des Wirkstoffradio abgerufen werden können. Dabei zeigt Bernd, dass ein kostenloses Abo des Programms (Feed) am einfachsten ist, da die Hörer:Innen erst durch die Nutzung eines Podcatchers alle vom Wirkstoffradio zur Verfügung gestellten Informationen erhalten. Hans-Dieter und Bernd rufen dabei alle erfahrenen Hörer:Innen auf: Helft bitte Anfänger:Innen beim Einstieg in das Podcastland.

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Präsynaptische Rezeptoren sind zuständig für die Regulation der Ausschüttung von Neurotransmittern in den synaptischen Spalt. In der Regel sind diese weniger empfindlich, das heißt sie reagieren erst bei einer erhöhten Konzentration der Neurotransmitter im synaptischen Spalt. Die Aktivierung führt zu einer Wiederaufnahme des Neurotransmitters. Die Blockade des α2-Rezeptors führt zu einer verringerten Wiederaufnahme und damit zu einer höheren Konzentration von Noradrenalin im synaptischen Spalt.

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In dieser Episode ist Bernd Rupp zu Gast beim IPB (Leibnizinstitut für Pflanzenbiochemie) in Halle (Saale) und spricht mit Frau Prof. Dr. Barbara Seliger, Prof. Dr. Bert Hoffmann und Prof. Dr. Ludger Wessjohann über das GLACIER Programm. Es wird kurz erklärt, welche Projekte des Programms innerhalb des ersten Jahres gestartet sind und was für die kommenden 4 Jahre geplant ist.

Im GLACIER Projekt haben sich eine Reihe von Instituten aus Deutschland, Latein- sowie Mittelamerika und der Karibik zusammengeschlossen, um die jeweiligen Erfahrungen aus der Corona Pandemie zu bündeln. Ziel ist es, in einem „One Health“ Ansatz nicht nur wissenschaftliche Infrastrukturen aufzubauen, um in Zukunft besser auf neue Erreger reagieren zu können, sondern durch mehr Bildung und unter Berücksichtigung der soziökonomischen Gegebenheiten in allen Partnerländern mehr Verständnis für die Entstehung und Prävention von Pandemien und Infektionskrankheiten im allgemeinen zu etablieren. Das GLACIER Projekt ist eines von vier „Globalen Zentren“ für Gesundheit und Pandemievorsorge, die durch das Auswärtige Amt über den DAAD gefördert werden.

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„German-Latin American Centre of Infection & Epidemiology Research & Training oder Deutsch Lateinamerikanisches Zentrum für Infektions- und Epidemiologie Forschung und Lehre.“

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In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Antipsychotika. Diesmal werden neben Strukturen der Psychoanaleptika auch Psychodysleptika besprochen, also Strukturen, die nicht in der gängigen Therapie verwendet werden.

Für die Antipsychotika spielt neben dem dopaminergen System auch das serotoninerge System eine zentrale Rolle. Hans-Dieter erklärt die Namensgebung der Rezeptor-Subtypen bzw. Subsubtypen und welche Rolle diese in der Therapie von Psychosen spielen. Neben Arzneimittel Wirkstoffen wie Chlorpromazin oder Clozapin besprechen Hans-Dieter und Bernd auch Meskalin und Psilocin, die wegen ihrer hallozinogenen Wirkung missbraucht werden und erklären, warum eine unkontrollierte Einnahme dieser Substanzen abzulehnen ist.

Abschließend freuen sich Hans-Dieter und Bernd auf die Lange Nacht der Wissenschaften, an der Hörer:Innen direkt die Möglichkeit haben werden, Fragen zu stellen. Das Wirkstoffradio gestaltet das Programm zusammen mit dem Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)  mit Vorträgen und Zuschauerfragen im AXON II des MDC.C auf dem Campus Berlin Buch.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Ab jetzt können begeisterte Hörer:Innen sich in unserem Fanshop mit Wirkstoffradio Merch ausstatten. Es sind T-Shirts, Hoodies, Basecaps aber auch Tassen und Einkaufsbeutel bedruckt mit dem Wirkstoffradio Logo im Angebot. Weitere Motive sind in Planung, natürlich immer mit bezug zum Wirkstoffradio bzw. zu Wirkstoffen und Wirkstoffforschung.

Das erste Clozapin Präparat in Deutschland hieß Leponex®, was so viel heißt wie: „Der Ha(a)se ist tot!“.

5-Hydroxytryptophan – Wikipedia Artikel

Anellierung – Wikipedia Artikel

Das Wirkstoffradio wird am 2. Juli an der Langen Nacht in Berlin teilnehmen. Zusammen mit einigen Anderen Wissenschaftler:Innen gestalten wir ein buntes Programm mit Vorträgen und Diskussionen. Zu finden sind wir auf dem Campus Berlin-Buch  im Seminarraum AXON II des MDC.C

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