Wirkstoffradio (MP3 Feed)

Bernd und André sind in Leipzig auf dem 36. Chaos Communication Congress (kurz 36c3) und haben sich dort mit Dr. Katrin Leinweber und Dr. Anna Müllner getroffen, um über die Methode CRIPR/Cas zu reden und die Möglichkeiten, die daraus erwachsen, einzuordnen.

Katrin, Anna und André haben 2018 auf dem 35c3 in Leipzig, bereits einen Vortrag über CRISPR/Cas gehalten – aber seit dem ist einiges passiert. In dieser Episode geht es zunächst darum, was CRISPR/Cas genau ist und wie es funktioniert. Danach erklärt Katrin die Sicht auf Pflanzen, Einsatzmöglichkeiten in der Landwirtschaft und einiges zur Rechtslage. Und schließlich erläutert Anna, welche Möglichkeiten zur Therapie es durch CRISPR/Cas gibt, wo die technischen und ethischen Grenzen der Methode liegen und welche Therapien bereits entwickelt werden. Beide Gäste dieser Episode sind auch Podcasterinnen, Anna kann man regelmäßig im Zellkultur-Podcast hören und Katrin hat bis vor einiger Zeit den Konscience-Podcast betrieben.

(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.)

Anna und Katrin erklären die Grundlagen und die Herkunft der CRISPR/Cas Methode. Der Name stammt vom englischen Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – gruppierte kurze palindromische Wiederholungen mit regelmäßigen Abständen und CRISPR-associated – CRISPR-assoziiertes Protein. Man kann sich auch eine Einführung von Anna in dem bereits erwähnten Talk ansehen.

Link zum Vortrag von Katrin, Anna und André: Genom-Editierung mit CRISPR/Cas – „Eine neue Hoffnung“ oder „Angriff der Klonkrieger“ auf media.ccc.de

CRISPR/Cas entstammt dem Immunsystem von Bakterien. Bakterien können auch krank werden, indem sie von Phagen attackiert werden. Phagen tragen DNA in sich, ähnlich wie ein Virus, mit dem ein Bakterium infiziert werden kann. Um sich dagegen zu wehren, speichert ein Bakterium Kopien von bekannten Phagen im CRISPR-Genlokus, also einem speziellen Abschnitt der Bakterien-DNA – ähnlich wie ein Phantombild der Phage. CRISPR, also die sich wiederholenden Sequenzen von denen die Abkürzung herrührt, sind so etwas wie der Rahmen und quasi das Uninteressante an der ganzen Sache, sagt Anna.

Das Bakterium kann dann DNA-Gegenstücke für diese Phantombilder produzieren, die dann an das Erbgut binden kann, das die Phage in das Bakterium eingebracht hat. An diesen DNA-Gegenstücken befindet sich das Cas-Protein, das sehr effizient DNA immer dort schneidet, wo zwei Guanin-Basen (G) hintereinander vorkommen. So zerstört das CAS-Protein die fremde DNA, die durch die Phage eingebracht wurde.

Man kann also mit diesem System aus den Bakterien sehr einfach Phantombilder und die nötige DNA und Proteine in alle möglichen anderen Zellen einbringen und sehr spezifisch DNA zerstören – besser als man das mit allen anderen Methoden bisher konnte. Bei so einer Zerstörung schaltet sich der Reparaturmechanismus ein, den jede Zelle besitzt, und repariert den Schaden. Wenn man dem CRISPR/Cas System dann gleich eine Reparaturvorlage mit gibt, also ein Stück DNA, dann wird dieses von der Zelle selbst eingebaut, und so sind auch extrem spezifische Änderungen möglich und nicht nur Zerstörung.

Nicht nur ist diese Methode einfach anzuwenden, sondern auch extrem günstig und schnell. Fertige DNA-Stücke kann man einfach bestellen und ein oder zwei Tage später geliefert bekommen und direkt mit einem Experiment starten. Bisherige Methoden benötigten für eine Änderung viele Vorbereitungsschritte und einige Wochen Zeit ohne Garantie, dass die Änderung überhaupt erfolgreich war.

Der nicht wirklich ernst gemeinte Kommentar mit dem Pudel von André wäre nicht vollkommen unmöglich, aber auf jeden Fall sehr sehr schwierig, sagt Anna. Die Frage nach dem Verabreichungsweg ist aber genau der Knackpunkt. Versuche in der biologischen Forschung werden meistens in Mäusen gemacht und dort werden dann Embryos verändert, die dann von einer Leihmutter ausgetragen werden. Mann kann nicht davon ausgehen, dass man CRISPR/Cas einfach in einen Organismus hinein spritzt und jede Zelle sofort geändert wird.

In der Tat ist eine Idee CRISPR/Cas anzuwenden, indem man versucht in bestimmte Organe zu kommen, wenn man an eine Gen-Therapie denkt. Gerade bei vielen genetisch bedingten Stoffwechselerkrankungen ist oft die Leber der Ort, an dem ein Gendefekt zu der Erkrankung führt. In diesem Fall könnte man ein Virus benutzen, das spezifisch Leberzellen befällt, aus dem Virus die schädlichen Effekte herausnehmen und CRISPR/Cas einsetzen. Allerdings klingt das jetzt einfacher als es ist, denn sowohl das Immunsystem kann auf den Virus reagieren, Viren sind auch nicht spezifisch, und man kann auch nie ausschließen, dass ein Virus doch noch schädigen kann.

Katrin erzählt über die Anwendung von CRISPR/Cas in Pflanzen. Vieles von dem hat sie ebenfalls im erwähnten Vortrag erklärt.

Link zum Vortrag von Katrin, Anna und André: Genom-Editierung mit CRISPR/Cas – „Eine neue Hoffnung“ oder „Angriff der Klonkrieger“ auf media.ccc.de

Die verschiedenen Sorten bei Früchten, Gemüse und Getreide existieren, weil der Mensch angefangen hat, Pflanzen zu züchten. Der Züchtungsprozess ist langwierig und  aufwendig. Das könnte man auch mit Gentechnik tun, wenn man weiß, welche bestimmte Eigenschaft auf welchem Gen liegt. André und Katrin ordnen ein, was der Unterschied zwischen Züchtung und Gentechnik ist, der gar nicht so groß ist, wie man meint.

Bei der klassischen, grünen Gentechnik führt man Veränderungen auf Ebene der Gene durch. Man kann ein Gen aktivieren oder deaktivieren, um so der Pflanze bestimmte Eigenschaften zu geben, wenn man denn die genaue Funktion des jeweiligen Gens kennt. Bei der CRISPR/Cas Methode ist man unterhalb der Gen-Ebene und kann eine kleine Mutation in ein Gen einführen oder eine Mutation entfernen, was bisher nicht möglich war. Trotzdem muss man die Funktionsweise und Wechselwirkungen der Gene untereinander beziehungsweise der Mutationen genau kennen.

Katrin ordnet ein, welche Gefahren es bei einer durch Gentechnik veränderten Pflanze geben kann. Man kann die Gefahr mit einer Allergie vergleichen: Wird aus einer anderen Pflanze ein Protein eingeführt, kann es sein, dass der menschliche Körper mit einer Allergie gegen die Pflanze reagiert, aus der das eingeführte Gen stammt. Tatsächlich ist das die größte Gefahr, denn der menschliche Körper braucht Proteine, Aminosäuren und DNA von Pflanzen, um überleben zu können. Aufgenommene DNA wird in der Salzsäure des Magens für diesen Zweck, also zur Verwertung, verdaut. Genau so ist es auch mit CRISPR/Cas. Da der Mensch mit jeder Nahrungsaufnahme auch Bakterien zu sich nimmt, gelangt auch jedesmal CRISPR/Cas in unseren Körper. Das heißt, selbst wenn in Pflanzen Teile des CRISPR/Cas Systems verbleiben würden, würde es dem Menschen nicht schaden.

Katrin hebt hervor, dass mit CRISPR/Cas es auch möglich ist, die sehr spezifische Züchtung  auch im kleinen Maßstab anwenden zu können, beispielsweise von einer Gruppe von Landwirten und lokalen Hochschulen. Aspekte davon hat sie bereits im erwähnten Vortrag angesprochen. Außerdem fasst Katrin noch die Rechtslage zusammen.

Die Blutorange wurde nicht durch klassische Kreuzung gezüchtet, sondern durch radioaktive Bestrahlung der Samen oder chemischer Behandlung.

Kommentar von André zu Bildern über „Atomic Gardening“ und „Atomic Energized Seeds“: Leider gibt es dazu keine Bilder die unter CC-Lizenz oder gemeinfrei sind. Ihr findet diese Bilder aber leicht, wenn Ihr nach diesen Begriffen in einer Suchmaschine sucht.

Katrin berichtet davon, wie im Moment Saatguthersteller operieren – im Podcast nennt André das die “Abofalle”. Häufig wird Hybridsaatgut verkauft, das einen hohen Ertrag liefert, dessen Ernte aber nicht mehr keimfähig ist, so dass geerntete Früchte nicht wieder ausgesäht werden können ,sondern neues Saatgut gekauft werden muss. Zudem kommt es häufig vor, dass in dieses Saatgut auch eine Resistenz gegen ein Pflanzenschutzmittel hineingezüchtet wurde, das ebenfalls vom Saatguthersteller verkauft wird. Glyphosat wäre ein solches Beispiel. Dies hat mehrere Nachteile, die ausführlich besprochen werden.

Hier kommt Katrins Idee mit der lokalen Anwendung auf kleiner Ebene von CRISPR/Cas wieder zum Tragen, da es großen Saatgut-Monopolisten etwas in die Suppe spucken würde.

Katrin hat auch einen Podcast, von dem es leider keine neuen Folgen mehr gibt – ein Reinhören lohnt sich trotzdem: konscience.de

Viele Dinge wurden schon im viel erwähnten Vortrag von Katrin, Anna und André angesprochen. In den Fällen, wo über etwas geredet wird, das nicht im Vortrag vorkommt, ist der Shownote-Text ausführlicher. Link zum Vortrag: Genom-Editierung mit CRISPR/Cas – „Eine neue Hoffnung“ oder „Angriff der Klonkrieger“ auf media.ccc.de

Das am besten geeignete Einsatzgebiet für eine Therapie mit CRISPR/Cas sind genetische Erkrankungen, bei denen nur eine Mutation die Erkrankung auslöst – weil dies mit der Methode einfach zu adressieren ist. Allerdings muss man trotzdem noch dafür sorgen, dass die DNA und die Proteine von CRISPR/Cas an die richtige Stelle im Körper gelangen.

Anna nennt als Beispiel die Huntington-Krankheit, bei der eben genau ein Gen betroffen ist. Allerdings ist es nicht so einfach, CRISPR/Cas gezielt zu Nervenzellen zu bringen. Aber auch gegen andere Krankheiten könnte CRISPR/Cas eingesetzt werden, um beispielsweise das Immunsystem zu stärken.

Nicht jede genetisch bedingte Krankheit muss zwangsläufig behandelt werden. Anna spricht dabei vom individuellen Leidensdruck – erst wenn der hoch genug ist für die jeweilige Patient*in, sollte man dies erwägen. Es gibt einige wenige Krankheiten, die eine hohe Sterblichkeit bereits im Kindesalter aufweisen. In diesen Fällen wären eine solche Therapie sicher sinnvoll.

Anna berichtet von zwei Patientinnen, eine aus Deutschland (Regensburg) und eine aus den USA, die zwei unterschiedliche Bluterkrankungen hatten, und die durch die gleiche Genveränderung geheilt werden konnten. Dies war möglich, weil ein anderes Gen reaktiviert wurde, nämlich ein Gen für das Hämoglobin-gamma, das jeder Mensch eigentlich nur als Fötus im Mutterleib besitzt.

Annas Einschätzung für Therapien im Körper sind Viren, allerdings müssen die Viren sehr gut „abgerichtet“ werden, was durchaus teuer ist. Organe wie die Augen oder die Lunge, eben solche, die von außen zugänglich sind, stellen die vielversprechendsten Ziele für eine Therapie mit CRISPR/Cas dar, nach Annas Einschätzung.  Andere Organe sind nur mit großen Schwierigkeiten zu erreichen.

Für die Krankheit spinale Muskelatrophie gibt es eine Therapie, zwar ohne CRISPR/Cas, allerdings auf der Basis eines Virus. Die von Anna erwähnte Gentherapie findet sich noch nicht im Link zu Wikipedia von oben (Stand Januar 2020).

Katrin, Anna und André haben die CRISPR-Babies in ihrem Vortrag besprochen. Mittlerweile wurde der Verantwortliche Wissenschaftler He zu drei Jahren Haft in China verurteilt.

Auch diesen Aspekt haben Katrin, Anna und André in ihrem Vortrag ausführlich besprochen. Kurz dazu: Die ethische Frage nach „übriggebliebenen“ Embryonen steht schon länger im Raum, nicht erst seit CRISPR/Cas – diese Debatte sollte aber nicht allein von Wissenschaftler*innen geführt werden.

Die Detektion von genetischen Veränderungen von früheren Methoden war lediglich indirekt. Wenn man ein Gen aus einem Gänseblümchen in einen Löwenzahn einbringt, kann man dies später feststellen. Bei CRISPR/Cas ändert man unter Umständen nur eine Base, was auch einfach durch Evolution oder Kreuzung zustande gekommen ist – daher kann man Veränderungen durch CRISPR/Cas nicht direkt nachweisen.

Das Werkzeug, also die CRISPR-DNA und das Cas-Protein wird nach kurzer Zeit durch die Zelle erkannt und auch abgebaut, beziehungsweise verliert sich die Aktivität durch Zellteilung.

Was Anna so alles macht und tut, wo man ihren Blog und Podcast „Zellkultur“ finden kann, das bekommt man auf ihrer Homepage zellmedien.de geliefert.

Anna ist ein ausgesprochener Ibuprofen-Fan.

Außerdem findet Anna die neuen Entwicklungen bei Checkpoint-Inhibitoren durch monoklonale Antikörper spannend, die vor allem in der Krebstherapie sehr vielversprechend sind. Diesen Entwicklungen sind noch recht neu.

Katrin ist immer von den Chlorophyllen fasziniert gewesen.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Dr. Anna Müllner und Dr. Katrin Leinweber für ihre Zeit und die Erklärungen und Einschätzungen zum Thema.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes oder panoptikum.social.

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Ho, Ho, Ho – Bernd und André sitzen wieder zusammen bei Bernd im Wohnzimmer, um eine kleine Weihnachtsepisode aufzunehmen.

Weihnachtliches Essen steht dabei im Mittelpunkt. André hat etwas über die Farbstoffe aus dem  Rotkohl (oder Blaukraut) mitgebracht und eine Erklärung, warum man sich hier nicht auf rot oder blau einigen kann. Bernd hat Naringin zum Wirkstoff des Monats auserkoren und erklärt auch, wo da der Weihnachtsbezug ist. Außerdem berichtet André über die Inhaltsstoffe von Walnüssen und warum er dazu eine ganz besondere Beziehung hat. Zum Abschluss gibt es noch etwas über das Eroom’sche Gesetz, was eigentlich Moore’sche Gesetz rückwärts ist, aber mit Pharmakologie zu tun hat.

(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.)

André fängt an mit Richard Willstätter, der den Nobelpreis für Chemie 1915 verliehen bekommen hat, unter anderem für seine Forschung an Anthocyanen. Diese Stoffe kommen in vielen Pflanzen vor, beispielsweise in Brombeeren, Kirschen, und Kornblumen und sind immer blau bis rot. Sie befinden sich sehr weit außen in der Struktur der Pflanzen, um die Zellen vor einfallendem UV-Licht zu schützen. Die Anthocyane absorbieren das UV-Licht und wandeln es in Wärme um.

Der Rotkohl (oder Blaukraut) bekommt seine charakteristische Farbe durch Cyanidin, das zur Gruppe der Anthocyane gehört. Und dazu hat André ein kleines Experimente mitgebracht. Er hat immer etwas Rotkohlsaft in seinem Gefrierfach und gibt jetzt davon etwas in drei Gläser mit Wasser. In das linke Glas kommt dann noch Essig und in das rechte Glas Natron. Durch das saure Essig sinkt der pH-Wert im linken Glas und der Rotkohlsaft wird rot bis rosa, durch das Natron steigt der pH-Wert im rechten Glas und der Rotkohlsaft wird grün, wie im Bild unten zu sehen.

Links dazu:

Bernd und André reden dann darüber, was es bei ihren Eltern jeweils als Weihnachtsessen gab, und bei beiden spielt Rotkohl definitiv eine Rolle.

Das Naringin ist ein Glycosid, eine Gruppe von Stoffen, deren Moleküle aus einem Teil Zucker und einem „nicht-Zucker“ (bezeichnet als Aglycon) aufgebaut sind. Glycoside sind häufig Bitterstoffe und auch das Naringin gehört zu den Bitterstoffen und ist in  der Grapefruit enthalten. Der „nicht-Zucker“-Teil des Naringin heißt Naringenin, der eine interessante Wirkung auf den Körper hat: Dieser Stoff blockiert ein bestimmtes Cytochrom in der Leber, das normalerweise Coffein abbaut. Bernd schließt daraus, dass das einer der Gründe ist, warum einige Menschen zum Frühstück Grapefruitsaft trinken – weil sie dadurch die Wirksamkeit des Kaffees erhöhen.

Das bestimmte Cytochrom, Cytochrom P450, das so vom Grapfruitsaft in der Leber blockiert wird, ist auch unter anderem auch zuständig für den Abbau von Statinen. Das war die Wirkstoffklasse, die den Cholesterin-Spiegel im Blut senken, über die wir in Folge WSR025 Cholesterin gesprochen haben. Bei bestimmten Statinen reicht schon ein Glas Grapefruitsaft, um den Abbau so stark zu hemmen, dass die Konzentration von Statinen so hoch bleibt, dass Nebenwirkungen auftreten können.

Links dazu:

André macht weiter mit dem Thema weihnachtliche Nahrungsmittel: Walnüsse. Es ist immer mal wieder zu lesen, dass Walnüsse gut sind, wenn man einen erhöhten Cholesterin-Spiegel hat, auch André hat das von seinen Ärzt*innen und vor allem von einer Diätassistentin gesagt bekommen. Und das ist vollkommen richtig, denn die Walnuss enthält neben sehr vielen anderen guten Dingen  auch Essentielle Fettsäuren (veraltet: Vitamin F), die der Körper nicht selbst herstellen kann. Es gibt zwei Arten essentieller Fettsäuren, die für den Menschen wichtig sind: Omega-3-Fettsäuren und Omega-6-Fettsäuren.

In der westlichen Welt ernährt man sich im Schnitt so, dass das Verhältnis Omega-6-Fettsäuren zu Omega-3 das 15-Fache ist. Man nimmt also 15-mal mehr Omega-6 zu sich als Omega-3, und das ist nicht sonderlich gesund. In Studien wurde herausgefunden (Links weiter unten), dass ein Verhältnis von 4 : 1 sich positiv auf die Gesundheit auswirkt. Genauer gesagt kann dadurch das Risiko einen Herzinfarkt, Arterienverkalkung, oder  einen Schlaganfall zu erleiden verringert werden. André weißt aber darauf hin, dass man darauf achten muss, nicht einfach mehr Omega-3-Fettsäuren zu sich zu nehmen, da man so dann ja auch mehr Fett auf nimmt. Wichtig ist es, Nahrungsmittel zu kennen, die einen hohen Anteil an Omega-3-Fettsäuren haben, und diese geschickt in den Speiseplan aufzunehmen. Und die Walnuss ist da definitiv ein heißer Kandidat, besonders wenn man, wie André, nicht so gerne Fisch mag.

André gibt auch noch einen Einblick, wie er seine Ernährung umgestellt hat und die Walnüsse in seinen Speiseplan aufgenommen hat, ohne zu viel Fett zu sich zu nehmen und gleichzeitig etwas leckeres zu sich nimmt, das auch sättigend wirkt.

Links zu den Studien, die André angesprochen hat, und aus denen er die Zahlen hat:

Bernd hat dieses Thema mitgebracht, weil ihm in letzter Zeit viele Bücher über Dystopien  gesehen  hat (z. B. hier), die das dunkle Zeitalter von Big Data und KI ankündigen. Unter anderem gab es dort Thesen wie „Die Computer werden immer schlauer und die Wissenschaftler immer dümmer“, was sowohl Bernd als auch André… für völligen Quatsch halten. Um diese steile These zu untermauern, wurde das Eroom’sche Gesetz (Eroom’s Law, englische Wikipedia) angeführt, das sich eigentlich retrospektiv mit der Neuzulassung von neuen Wirkstoffen als Medikament beschäftigt. Eroom’s Law ist eigentlich Moore’s Law rückwärts geschrieben.

Die Zahl der Neuzulassungen von neuen Wirkstoffen hat sich in der Vergangenheit etwa alle neun Jahre halbiert. Allerdings ist dieses Gesetz nicht dafür gedacht, in die Zukunft zu blicken, sondern als Instrument  zur Analyse der Vergangenheit. Daher gibt es auch vier verschiedene Aspekte, die in Eroom’s Law beinhaltet sind, die diesen Rückgang erklären.

Diese Punkte besprechen Bernd und André ausführlich.

Bernd erklärt seine Sichtweise und warum er keine Angst vor Big Data hat, sondern eher im Gegenteil: Die Datenfülle in der Wirkstoffforschung ist für ihn ein Segen. Seine tägliche Arbeit befasst sich mit Big Data und viele Dinge könnte er gar nicht mit der existierenden Datenfülle über Moleküle und Verbindungen wirklich arbeiten. Er ordnet dies im Podcast detailliert ein.

André fast die von Bernd beschriebene Panik-Mache zu Thema Big Data und KI nocheinmal kurz zusammen und er macht ein Problem bei diesen Begriffen aus. Sie sind schwer zu greifen, kaum jemand, der nicht von Berufswegen damit befasst ist, weiß gar nicht genau was denn Big Data und KI sind, und das führt zu Unsicherheit und damit auch zu einer einfachen Möglichkeit, Angst zu machen und etwas zu verteufeln.

Bernd und André sind auf dem 36. Chaos Communication Congress (36c3) in Leipzig und dort auch in das „Science Communication Center“ involviert. Jede/r Wissenschaftler*in ist herzlich eingeladen, sich unter [email protected] zu melden, um zu sehen wie sie oder er sich einbringen kann, wenn Interesse da ist. Es wird ein kleines Programm geben, das zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht fest steht – jeder kann gerne vorbei kommen.

André hat eine neue Episode seines Podcasts mal ganz grundsätzlich (mgg) veröffentlicht und zwar zum Thema Pflege. Die dritte Folge, ebenfalls zum Thema Pflege wird auch bald heraus kommen. Hier die Links:

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Bernd und André sitzen – mal wieder – bei Bernd im Wohnzimmer. Sie reden über die letzte Folge WSR025 Cholesterin, aber auch über ihren gemeinsamen Besuch bei der Veranstaltung „Leibniz debattiert: Impfen“ und über den Wirkstoff des Monats.

André greift nochmal das Cholesterin auf und erklärt, was genau die LDL- und HDL-Partikel sind und warum der Begriff Cholesterin irreführend sein kann. Bernd erzählt die genauen Zusammenhänge des Lipobay-Skandals und erklärt die Wirkungsweise von Statinen genauer. Es gibt wieder einen Wirkstoff des Monats, der etwas mit dem Impfen zu tun hat – thematisch passend, denn André und Bernd waren im Rahmen der Berlin Science Week auch auf der Veranstaltung „Leibniz debattiert: Impfen“. Was dort passiert ist zwar auch ein Grund, sich etwas aufzuregen und Bernd und André setzen sich kritisch mit solchen Debatten-Formaten auseinander.

(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 letzten Episode, WSR025 Cholesterin mit Prof. Dr. Elisabeth Steinhagen-Thiessen, wurde vom Cholesterin, vom LDL-Cholesterin oder anderen Namen gesprochen – wenn man dies allerdings bei Wikipedia eingibt, landet man bei einem Molekül, das nur im geringen Umfang mit dem „Chloesterinspiegel“ zu tun hat, der bei einer Blutuntersuchung gemessen wird. André möchte diese Begriffe einmal genau klar stellen, denn er als Betroffener war auch verwirrt von diesen unscharfen Begriffen, als er versucht hat sich, über seine Erkrankung zu informieren.

Cholesterin ist eigentlich der Name eines Molekül und wird auch als Cholesterol bezeichnet und gehört zur Molekül-Gruppe der Sterine. Es spielt eine wichtige Rolle im Körper und ist in jeder Zellmembran zu finden. Der Blutwert, den man als Cholesterin oder Cholesterinspiegel bezeichnet, bezieht sich auf Lipoproteine. Lipoproteine sind kleine Kügelchen, die immer gleich aufgebaut sind, nur die Verhältnisse der einzelnen Stoffe variieren und machen so die Untergruppen wie LDL (Low Density Lipoprotein) oder HDL (High Density Lipoprotein) aus. Der Aufbau ist wie folgt: In der Hülle befinden sich Phospholipide, das oben bereits erwähnte Cholesterol und Apolipoproteine. Im Inneren dieser Hülle befinden sich Cholesterolester und Triglyzeride. Dieser Aufbau ist in der folgenden Abbildung grafisch dargestellt.

HDL sind die kleinsten Lipoproteine mit einem Durchmesser von 8 – 12 nm. Es gibt mehrere Unterarten dieses Lipoproteins, die sich jeweils durch verschiedene Apolipoproteine auf der Oberfläche voneinander unterscheiden. Alle HDLs haben gemeinsam, dass sie das Apolipoprotein E besitzen, das eine Bindestelle trägt, damit die HDL-Partikel in Zellen aufgenommen werden können.

Die Informationen zum HDL und anderen Lipoproteinen sind sowohl in der englischen als auch in der deutschen Wikipedia unvollständig, ergänzen sich aber gegenseitig. Daher folgende Links:

LDL haben einen Durchmesser von 21 nm, und es gibt davon nur eine Art. Auf der Oberfläche befindet sich das Apolipoprotein B-100, das die Bindestelle für den LDL-Rezeptor darstellt, über den in der letzten Folge so viel gesprochen worden ist. Das LP(a) ist ein LDL mit einem zusätzlichen Protein auf an der Oberfläche, das den Durchmesser auf 25 nm vergrößert. Ähnlich wie bei den Lipoproteinen ergänzen sich die deutsche und englische Wikipedia gegenseitig wenn man die Artikel über LP(a) in beiden Sprachen liest:

HDL, LDL und andere Lipoproteine unterschieden sich durch ihre Zusammensetzung der Hülle und des Inneren der verschiedenen Komponenten. Diese Zusammensetzung sind der Tabelle entnommen die man hier, bei Wikipedia, finden kann.

André fasst noch einmal zusammen, welche Aufgaben LDL und HDL im Körper haben und führt genauer die Funktion des HDL aus, dass für den Rücktransport, unter anderem von LDL zur Leber verantwortlich ist. HDL und LDL nehmen sehr unterschiedliche Aufgaben im Körper wahr.

Bernd und André fassen das Ganze noch einmal zusammen und Bernd ordnet besonders die Funktionsweise der verschiedenen Oberflächenproteinen ein.

Bernd wollte zum Thema Fettstoffwechsel erneut auf die Statine und deren Wirkmechanismen eingehen. Statine hemmen ein ganz bestimmtes Enzym, und zwar die HMG-CoA-Reduktase. Der Effekt in der Zelle ist, dass dort nicht genug Cholesterol gebildet werden kann, was die Zelle dazu veranlasst, vermehrt LDL aus dem Blut in die Zelle zu transportieren und so die Konzentration von LDL im Blut verringert wird. Hauptsächlich sind es hier Zellen aus der Leber und den Muskeln, die auf diese Weise mehr das LDL aus der Blutbahn holen. Das erste Statin,  Lovastatin, wurde in rot fermentiertem Reis entdeckt, war also ein Naturstoff. Zu diesem Thema kann man auch hervorragend die Episode WSR003 vom Naturstoff zum Wirkstoff anhören.

Statine sorgen also dafür, dass bestimmte Zellen mehr LDL aufnehmen, besonders Muskelzellen. Diese Wirkung ist gleichzeitig eine Nebenwirkung, denn wenn nur LDL von einer Muskelzelle aufgenommen wird, kann es zu Muskelschmerzen kommen. Daher wird in der Therapie mit Statinen bei auftretenden Muskelschmerzen die Statin-Art gewechselt, um ein Statin zu finden, das die /der Patient*in besser verträgt und auch die Dosierung genau einstellen, so dass die Konzentration von LDL im Blut wie gewünscht eingestellt ist. Man spricht dabei vom therapeutischen Fenster (oder therapeutischer Breite).

Bernd führt die Entwicklungen um den Lipobay-Skandal und die Wirkungsweise des Cerivastatin genauer aus. Dieses Statin hatte im Vergleich zu allen anderen die höchste Aktivität, was gleichzeitig auch ein Grund dafür war, dass es zu dem Skandal um Lipobay kommen konnte und das Medikament 2001 vom Markt genommen wurde. Die bereits oben angesprochenen Schmerzen in den Muskeln können sich bis hin zu einer Muskelauflösung entwickeln (Rhabdomyolyse). Durch die hohe Aktivität bzw. durch die geringen Mengen Wirkstoff, die nötig sind, um die Tageshöchstdosis zu erreichen, war es mit diesem Präparat wahrscheinlicher extremere Nebenwirkungen auszulösen.

Zwischen den USA und Europa herrschen Unterschiede, was die Praxis in der Verordnung von Medikamenten an geht. Nicht nur werden in den USA Statine oft präventiv verabreicht, auch wird dort öfter die Tageshöchstdosis verschrieben im Vergleich zu Europa. Bernd erklärt, wie es dadurch zu Überdosierung und auch zu den sehr vereinzelten Todesfällen, vermutlich auch durch eine Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten gekommen ist.

Bernd erzählt von einer Nachricht, die durch die Medien ging. Es gab eine Studie mit einer religiösen Gruppe, die aus Glaubensgründen sich haben nicht impfen lassen. Mit dieser Gruppe haben Wissenschaftler*innen zusammen gearbeitet und durften die Entwicklung von Kindern untersuchen. Dabei heraus gekommen ist unter anderem, dass eine Infektion mit einem Masern-Virus bei Ungeimpften nicht nur einen schweren bis tödlichen Verlauf nehmen kann, sondern auch, dass der Masern-Virus das Immungedächtnis des Körpers löschen kann, so dass Betroffene deutlich anfälliger für Krankheiten sind.

Die weiteren Studien dazu befindet sich leider hinter einer Paywall, sind also nur für diejenigen zugänglich, die ein Abo der entsprechenden Fachzeitschrift haben. Daher werden wir nicht direkt auf die Artikel verlinken, sondern stellen euch die „Digital Object Identifier (DOI)“ zur Verfügung:

10.1126/sciimmunol.aaz4195 und 10.1126/sciimmunol.aay6125

Bernd hat wieder einen Wirkstoff des Monats ausgesucht, diesmal ist es Thiomersal. Die Grundlage der Struktur ist die Salicylsäure die auch in ASS vorkommt. Bernd erklärt André kurz den Aufbau des Moleküls und die Funktionsweise des Quecksilber-Atoms in dieser Verbindung.

Es handelt sich hierbei um eine Quecksilberorganische Verbindung, die giftig ist. Das Thiomersal wird unter anderem in Großgebinden von Impfstoffen eingesetzt,  jedoch nicht mehr in Impfstoffen die als Einzeldosis verpackt sind. Dabei sorgt das Thiomersal dafür, dass sich im Impfstoff keine Bakterien vermehren können. Dieser Effekt tritt schon bei extrem geringen Dosen von Thiomersal auf, so das die Konzentration so gering gehalten werden kann, dass kein Schaden für die geimpfte Person dabei ausgelöst wird. Bernd führt hierzu einen interessanten Vergleich an: Wenn man ein Thunfischsteak isst, nimmt man bis zu 100 mal mehr Quecksilber auf, als man durch eine Impfung verabreicht bekommt. Zum Hintergrund: Testbericht von Stiftung Warentest über Thunfisch.

Das Thiomersal wurde bekannt durch eine gefälschte Studie, die behauptet hatte, dass eben dieses Thiomersal in Impfstoffen bei Kindern Autismus auslöst.

Bernd und André waren bei der Veranstaltung Leibniz debattiert: Impfen. Im Vorfeld haben die beiden den Forschungsverbund Wirkstoffe und Biotechnologie unterstützt, Eric Freier aus der Episode WSR009 Enzymen bei der Arbeit zusehen mit CARS-Mikroskopie getroffen und auch jemandem vom LSB in Freising, wo die Episoden über den Geschmackssinn, den Geruchssinn und Chemisthetik aufgezeichnet wurden. André konnte nicht zur Diskussion dabei bleiben, denn er musste Dinge für die nächste Ausgabe von mal ganz grundsätzlich vorbereiten, aber Bernd hat es sich angesehen. Hier ist das Video:

Bernd war unzufrieden, weil recht früh im Gespräch der Fokus vor allem auf Impfgegnern, Impfrisiken und Impfkommunikation verschoben wurde, obwohl dies eine tolle Möglichkeit gewesen wäre ausführlich zu Informieren. Bernd führt einige Beispiele an, die ihm wenig bis gar nicht gefallen haben.

Bernd merkt an, dass während der Debatte zwei Themen miteinander vermischt worden sind, die eigentlich keinen Bezug zueinander haben. Einmal das „Panschen“ von Impfstoffen in China und die Feststellung, dass der Schweinegrippeimpfstoff als sehr seltene Nebenwirkung Narkolepsie auslösen kann. Wie es zu der Nebenwirkung des Schweinegrippenimpfstoffs kam, ist bekannt und aufgeklärt und Bernd erklärt dies ausführlich und ordnet es ein.

Ausführliche Auflistung der Ereignisse von 2009/2010 zur Schweinegrippe, Paul-Ehrlich-Institut.

Da es auch um Grippe geht, empfiehlt André hier auch eine Folge vom Zeitsprung Podcast: ZS144: Die Spanische Grippe.

Bernd erwähnt die Gefahren der Diphtherie, eine mit bis zu 20% schwer bis tödlich verlaufende Krankheit, die in Deutschland keine Rolle mehr spielt, weil konsequent dagegen geimpft wird. Bernd merkt an, das dies hervorragend auch die Leistungen des Impfens während dieser Debatte illustriert hätte. Kam aber leider nicht vor.

Bernd und André haben in der Episode eine Linkliste zum Thema Impfen versprochen:

Bernd berichtet, dass es weniger eine Frage sondern eher ein Kommentar war, bei dem sich der selbstbezeichnete Impfkritiker auch selbst relativierte und schließlich am Ende seine Frage gar nicht richtig beantwortet wurde. Bernd führt das genauer aus. Wieder eine verpasste Chance.

Das Fachwort für Hilfsstoffe ist Adjuvans. Man spricht auch von Wirkungsverstärkern, besonders bei dem was Bernd hier anspricht, nämlich bei Aluminiumhydroxid. Wie diese Wirkungsverstärkung genau funktioniert, erklärt Bernd ausführlich und welche Komplikationen damit verbunden sein können.

Bernd erwähnt das strikte und ausgefeilte Verfahren wie die Ständige Impfkommission zu seinen Empfehlung zu Impfungen kommt. Dies nennt man die Standardvorgehensweise (SOP). Diese ist öffentlich:

Standardvorgehensweise (SOP) der ständigen Impfkommission (STIKO) für die systematische Entwicklung von Impfempfehlungen (PDF).

Bernd und André werden vom 27. bis zum 30.12.2019 beim 36. Chaos Communication Congress sein und sie planen das Science Communication Center. Alle Wissenschaftler*innen sind eingeladen, sich zu melden und evtl. Inhalte beizutragen, aber grundsätzlich kann natürlich jeder auch einfach vorbei kommen und „Hallo!“ sagen – Bernd und André würden sich freuen. Man kann uns diesbezüglich eine eMail schicken an [email protected].

Bernd und André bedanken sich bei Mireille und Stefan für ausführliches Feedback.

Wir haben einen Anrufbeantworter! Wenn ihr wollt, könnt ihr uns ab jetzt auch anrufen und uns eine Sprachnachricht da lassen – gerne mit Feedback, Anregungen zu Themen oder auch Kritik.

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Bernd und André sind zu Gast im Arbeitszimmer von Frau Prof. Dr. Steinhagen-Thiessen. Sie leitet den Arbeitsbereich Lipidstoffwechsel an der Charité Berlin und ist Chefärztin des Altersmedizinischen Zentrums am Krankenhaus Wolgast in Mecklenburg-Vorpommern. Bernd und André sprechen mit ihr über den Fettstoffwechsel und vor allem über Cholesterin.

André ist selbst betroffen von einer Cholesterinerhöhung und hat Frau Steinhagen-Thiessen bei einer Informationsveranstaltung für Patient*innen an der Charité kennen gelernt und sie nun ins Wirkstoffradio eingeladen. Sie arbeitet und forscht nicht nur über Fettstoffwechsel, sondern auch im Bereich der Altersmedizin. Für dieses Engagement hat Frau Steinhagen-Tiessen 2016 das Bundesverdienstkreuz am Bande verliehen bekommen. Außerdem ist sie seit 2012 Mitglied des Deutschen Ethikrats.

(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.)

Cholesterin ist ein ganz wichtiger Baustein unseres Körpers. Ohne Cholesterin kann man nicht leben, denn es bildet die Vorstufe für alle Hormone, für Gallensäuren, ist Bestandteil der Herstellung von Vitamin D und für vieles mehr – was übrigens für alle Säugetiere gilt. Außerdem wird es für die Zellmembranen für jede Zelle unseres Körpers benötigt.

Wenn man allerdings zu viel Cholesterin im Körper hat, auch nur ein wenig, kann sich über Jahre und Jahrzehnte Atherosklerose bilden, die sogenannte Arterienverkalkung. Frau Steinhagen-Thiessen führt aus, wie sich Cholesterin abgrenzt zu anderen Blutwerten und wie der Unterschied zu Fett ist.

70% des Cholesterins wird im Körper selbst hergestellt und ca. 30% wird durch die Nahrung aufgenommen. Frau Steinhagen-Thiessen betont, dass dies wichtig ist zu wissen. Jede/r Patient*in mit hohem Cholesterinspiegel wird die Ernährung umstellen müssen, aber dadurch sind lediglich 10-15% Absenkung des Cholesterins möglich. Daher ist oft eine medikamentöse Therapie unumgänglich.

Links zu diesem Themenabschnitt:

Frau Steinhagen-Thiessen zählt drei Gründe für hohes Cholesterin auf:

Der Cholesterinspiegel ist ein sehr individueller Messwert. Es existieren allerdings Richtwerte für Personen, die bereits einen Herzinfarkt erlitten haben, einen Stent gesetzt bekommen haben oder eine vergleichbare Krankengeschichte aufweisen. Für diese Personen sollte der LDL-Cholesterin Wert unter 55 mg/dl liegen. Ein gesunder Mensch sollte nicht mehr als 300mg Cholesterin mit der Nahrung aufnehmen, für Risikogruppen gelten teilweise geringere Werte.

In den meisten Fällen ist das HDL Cholesterin (High Density Lipoprotein) das „gute“ Cholesterin und das sollte hoch sein. Das LDL Cholesterin (Low Density Lipoprotein) ist das „schlechte“ Cholesterin und sollte niedrig sein und ist auch ein deutlich schwerwiegender Faktor. Mediziner einigen sich für Leitlinien auf einen Wert für das LDL Cholesterin.

Frau Steinhagen-Thiessen führt kurz aus, wie die Symptome bei Kindern aussehen, die sowohl vom Vater als auch der Mutter einen hohen Cholesterinspiegel vererbt bekommen haben.

In den Fachworten für die verschiedenen Arten des Cholesterins stecken die Worte Lipid für Fett und Protein für Eiweiß. Cholesterin ist vom Körper in eine Proteinhülle verpacktes Fett, da es sonst nicht löslich im Blut wäre und nicht transportiert werden könnte. Ein kleines Experiment für zu Hause: Ein Ei aufschlagen und das Eigelb vom Eiklar trennen. Lediglich im Eigelb befindet sich Fett, allerdings komplett „verpackt“ in Cholesterin-Partikel. Das Eigelb lässt sich ohne Probleme mit Wasser verrühren und mischen, ohne dass sich Fettaugen bilden, obwohl der Fettgehalt eines Eigelbs erheblich hoch ist (ca. 300mg Cholesterin pro Ei).

Für den Fleischkonsum gibt Frau Steinhagen-Thiessen auch ein Beispiel, mit dem man sehr gut den Gehalt von Cholesterin dieser Nahrungsmittel abschätzen kann: In Schweinefleisch und Rindfleisch sind pro 100g ca. 70mg Cholesterin enthalten, bei Lammfleisch etwas weniger. Das Cholesterin befindet sich in den Zellen des Fleisches. Bei Hühnerfleisch befindet sich das Cholesterin direkt unter der Haut und nur zu einem sehr geringen Anteil in den Zellen, was übrigens auch für Enten, Gänse und anderes Geflügel gilt. Außerdem erklärt sie, warum Corned-Beef diesbezüglich eine Ausnahme darstellt. Dieses Fleisch enthält durch den Verarbeitungsprozess kaum noch Cholesterin oder Fett und wird den Patienten von Frau Steinhagen-Thiessen empfohlen.

Wenn das LDL-Cholesterin „alt“ geworden ist, also beispielsweise im Körper oxidiert wurde, kann es sich in Arterien ablagern und Atherosklerose auslösen. Dieser Alterungsprozess des Cholesterin findet dann statt, wenn im Blut viel Cholesterin vorhanden ist, so viel dass Zellen, die dieses Cholesterin benötigen, nur einen Bruchteil aus dem Blut entnehmen. Das ist der Grund, warum ein hoher Cholesterinspiegel ein Risikofaktor für Arterienverkalkung ist. Der Körper reguliert nicht die Produktion des Cholesterins in der Leber, wenn der Bedarf hoch oder niedrig ist, sondern die Anzahl der Rezeptoren an den Zellen, die das Cholesterin aus der Blutbahn entnehmen.

Wie bereits bei den drei Gründen aufgezählt, kann  auch ein Defekt in den Cholesterin-binden Rezeptoren  vorliegen, was dann zu einem erhöhten Cholesterinspiegel führt. Frau Steinhagen-Thiessen erklärt die Wechselwirkung zwischen den Rezeptoren und dem Cholesterin ausführlich.

Bisher wurde eher am LDL-Cholesterin geforscht als am HDL. Das HDL hat die Fähigkeit, eine Ablagerung aus LDL-Cholesterin an der Arterienwand dieses LDL wieder herauszulösen und zum Abbau in die Leber zu transportieren. Das HDL trägt also dazu bei, die Arterienverkalkung zu verringern, ist aber nicht in der Lage komplett zu einer Genesung zu führen. HDL kann ein wenig durch angepasste Ernährung und körperliche Betätigung angehoben werden.

Das HDL-Cholesterin hat verschiedene Unterarten. Von diesen wirkt besonders das HDL2 gegen Ablagerungen von LDL-Cholesterin in den Arterien. Frau Steinhagen-Thiessen berichtet davon, dass bei Diabetiker*innen festgestellt wurde, dass besonders dieses HDL2-Cholesterin erniedrigt ist. Das ist einer der Gründe, warum Diabetiker*innen oft mit Herz-Kreislauf-Erkrankten gleichgesetzt werden. Aktuell beginnen Untersuchungen, wie mit Hilfe der NMR-Technik die verschiedenen Fraktionen des HDL gemessen werden können. Wie NMR funktioniert wurde in Folge WSR007 Moleküle Atom für Atom untersuchen mit NMR_Spektroskopie erklärt.

Bernd stellt die Frage, ob es nicht passieren kann, dass eine Zelle mit Cholesterin unterversorgt ist, wenn ein LDL-Rezeptor defekt ist. Frau Steinhagen-Thiessen berichtet, dass dies eine häufige Annahme ist, um die man sich allerdings nicht sorgen muss. Der Körper stellt immer ausreichend Cholesterin zur Verfügung. Als Beispiel: ein Säugling, der soeben auf die Welt gekommen ist, hat einen LDL-Spiegel von ca. 25mg/dl und ist für die Entwicklung vollkommen ausreichend. Eine Unterversorgung mit Cholesterin kommt so gut wie nicht vor.

Der dritte Grund für einen hohen Cholesterinspiegel ist schlechte Ernährung und wenig Sport. Nicht nur durch die hohe Aufnahme von Cholesterin, es wurde auch festgestellt, dass die LDL-Rezeptoren durch diese Lebensweise herunter reguliert werden und so noch weniger Cholesterin aus der Blutbahn entnommen werden kann. Dies basiert auf der Arbeit von Micheal Stuart Brown und Joseph L. Goldstein, die für ihre Arbeit 1985 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhalten haben.

Wenn ein Mensch geboren wird, besitzt er die meisten LDL-Rezeptoren auf den entsprechenden Zellen. Mit dem Alter nimmt diese Zahl langsam aber stetig ab. Es gibt auch einen Unterschied zwischen den Geschlechtern: Frauen haben einen deutlich niedrigeren Cholesterinspiegel als Männer – bis zur Menopause. Ab diesem Zeitpunkt geht der Spiegel schlagartig nach oben gleicht sich dem Niveau der Männer im gleichen Lebensalter an. Dies ist dadurch begründet, dass der LDL-Rezeptor durch das Hormon Östrogen stimuliert wird.

Alle drei Gründe zusammen genommen, also eine Vererbung, Herrunterregulierung des Rezeptors (durch schlechte Ernährung oder eine Mutation) und die Reduktion der Rezeptoren durch das Alter führen dann am Ende zum weit verbreiteten, hohen Cholesterinspiegel in der Bevölkerung.

André fragt nach dem Risiko von Frauen, einen Herzinfarkt zu erleiden und der Wechselbeziehung mit dem Cholesterin, das erst nach der Menopause stark ansteigt. Ihm ist im Hinterkopf, dass Statistiken ein niedrigeres Risiko für Herzinfarkte bei Frauen zeigen.

Frau Steinhagen-Thiessen: Frauen und Männer haben gleich oft einen Herzinfarkt, nur ist die Häufigkeit bei Frauen 7 bis 10 Jahre später als bei Männern. Das führt dazu, dass Frauen durch das höhere Alter noch andere Erkrankungen haben und daher öfter am Herzinfarkt sterben als Männer und so entsteht dieses verschobene Bild.

Das Lipoprotein a wurde erst 1963 zum ersten mal beschrieben. Es trägt im Inneren ein LDL-Chloesterin, hat aber einen etwas anderen äußeren Aufbau. Da es aber so viel Ähnlichkeit mit dem LDL-Cholesterin hat, wurde es zunächst einfach als das Gleiche angesehen. Es wurde festgestellt, dass das Lipoprotein a sein Gen auf dem Chromosom 6 lokalisiert hat, jenes Chromosom, das eigentlich nur für die Blutgerinnung zuständig ist. Nur ca. 25% der Menschen in Deutschland haben überhaupt das Lipoprotein a. Frau Steinhagen-Thiessen erzählt von einem Erklärungsansatz, wofür dieses Protein der menschlichen Frühzeit zuständig war: für eine bessere Wundheilung.

Allerdings bringt das Lipoprotein a (oder kurz LP a) einige Risiken mit sich: Frauen haben öfter Fehlgeburten, das Risiko einer Lungenembolie ist gesteigert.

André erzählt, woher er seine LP a Erkrankung hat und wie es dazu kam, dass sie festgestellt wurde.

Das LP a führt auch zu einer Erhöhung des Risikos der Arterienverkalkung, denn das LDL-Cholesterin in seinem Inneren kann genauso „altern“ wie schon beschrieben wurde, so dass es sich in der Gefäßwand ablagern kann.

Frau Steinhagen-Thiessen ordnet die verschiedenen Stoffwechselstörungen der Blutfette ein und erklärt ausführlich die Unterschiede.

Frau Steinhagen-Thiessen berichtet aus der Sicht einer Ärztin über die Behandlung, Unverträglichkeiten, Nebenwirkungen und Abwägungen bei einer Therapie von hohem Cholesterin. Die erwähnten Publikationen dazu werden bald hier verlinkt.

Eine Linkliste zu den Stichworten die vorkommen:

Der Lieblingswirkstoff für Frau Steinhagen-Thiessen ist das Gespräch mit den Patient*innen. Denn Aufgabe der Medizin ist es, auch den Patienten mitzunehmen, zu erklären und für Verständnis zu sorgen.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Elisabeth Steinhagen-Thiessen für ihre Zeit und die Erklärungen und Einschätzungen zum Thema.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes oder panoptikum.social.

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Bernd und André sitzen wieder zusammen bei Bernd im Wohnzimmer um über die letzte Folge, WSR023 Wie Moleküle miteinander reden zu quatschen, über einige andere Themen, die mit vergangenen Folgen zu tun haben und darüber, dass das Wirkstoffradio 1 Jahr alt geworden ist.

Die vielen Wechselwirkungen aus der letzten Folge sind Thema, aber auch die Metapher der Burger-Pusteblume, in die Bernd noch etwas mehr Arbeit hinein gesteckt hat. Außerdem gibt es Neuigkeiten zum Stroke Einsatz Mobil (StEMo) und zu den Abgaswerten von Dieselfahrzeugen. Bernd hat einen Wirkstoff des Monats dabei und ein paar Termine für Anfang November gibt es auch noch – da ist nämlich die Science Week in Berlin.

In der letzten Folge, WSR023 Wie Moleküle miteinander reden, war wieder Prof. Höltje zu Gast, Bernds Doktorvater, der auch schon in  der ersten Folge etwas zu Wirkstoffen erzählt hat (WSR001 Was sind Wirkstoffe?). André hat viel mitgenommen aus diesem Gespräch, vor allem dass die van-der-Waals Kraft eigentlich nur ein Sammelsurium von Interaktionen sind, und eigentlich keine „eigene“ Kraft. Das hat André einen ganz neuen Blick auf viele Dinge aus seinem Physikstudium gegeben, und auch einen Perspektivenwechsel ausgelöst, dass man Fragestellungen nicht immer von der Disziplin her denken muss.

Bernd hat nach dem Gespräch mit Herrn Höltje mit einem Kollegen aus seinem Institut gesprochen, dem Leibniz-Forschungsinsitut für molekulare Pharmakologie (FMP). Dieser Kollege heißt Barth van Rossum (Twitter @BarthvanRossum) und er beschäftigt sich mit der 3D-Darstellung von Molekülen und hat die Metapher der Pusteblume (Acetylcholin), die an drei Hamburger (aromatische Ringe auf der Rezeptorseite) bindet, in eine Grafik umgesetzt. Und das auch nicht nur aus Spaß – es gibt einen Anlass: Am Mo 28.10. hat Herr Höltje Geburstag und er bekommt diese Grafik in einem Rahmen geschenkt. Bernd und André gratulieren ganz herzlich zum 80. Geburtstag.

Wissenschaftlicher Artikel von Herrn Höltje von 1975: …befindet sich leider hinter einer Paywall, ist also nur für diejenigen zugänglich, die ein Abo der entsprechenden Fachzeitschrift haben. Daher werden wir nicht direkt auf den Artikel verlinken, sondern stellen euch den „Digital Object Identifier (DOI)“ zur Verfügung: 10.1002/jps.2600640313

Bernd berichtet davon, wie er gemerkt hat, dass in der vorletzten Folge, WSR022 Klimaanlagen, Zuckerchmie und Leitlinien zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis der DFG, es nicht gut funktioniert hat, André Zuckermoleküle zeichnen zu lassen. Bernd erzählt aber, wie sehr ihm die zeichnerische Darstellung von Molekülen geholfen hat in seinem Studium, und wie er so quasi eine neue Sprache gelernt hat: die Sprache der Chemie.

Bernd erklärt einige grundlegende Dinge dazu, wie man Moleküle zeichnet, was es mit Kreuzen und Haken auf sich hat und was eine Methylgruppe ist. Links dazu:

In der Folge WSR019 Schlaganfall, Stroke Units und die Verantwortung der Forschung haben Bernd und André mit Prof. Dirnagl unter anderem über die speziellen Rettungswagen gesprochen, die ein Kopf-CT und ein kleines Diagnoselabor an Bord haben, um einen Schlaganfall richtig zu diagnostizieren und direkt vor Ort zu behandeln – die StEMos, von denen es drei in Berlin gibt. André berichtet von Diskussionen, die StEMos in Berlin wieder abzuschaffen und die Gründe dafür, die vor allem bei den Krankenkassen liegen, die einen Einsatz eines StEMos nicht voll bezahlen wollen. Zum besseren Verständnis sind hier die beiden Artikel aus dem Tagesspiegel zu den StEMos verlinkt, sowie eine Studie über die Machbarkeit der StEMos. Weltweit war Berlin nämlich die zweite Stadt, die die StEMos eingesetzt hat – die wissenschaftlichen Hintergründe findet man im verlinkten Artikel von Calderon et al.

André ist noch über etwas anderes gestolpert, passend zu der vergangenen Folge WSR010 Grenzwerte, Leitwerte und Studien am Beispiel Stickoxide und Feinstaub. Der rbb hat sich die Ergebnisse der Testfahrten von Dieselfahrzeugen erklagt, die das Kraftfahrtbundesamt durchgeführt hat. Die Ergebnisse sind erschreckend. Knapp 2/3 aller getesteten Dieselautos der Abgasnorm Euro5 und Euro6 liegen über den erlaubten Grenzwerten. Nicht nur ein bisschen, sondern reichlich. Die größten Dreckschleudern überschreiten die Grenzwerte um mehr als das zehnfache. Die neuesten Modell verschiedener Autohersteller schaffen es allerdings, die Grenzwerte einzuhalten und diese deutlich zu unterschreiten. Alle Zahlen und Details Artikel vom rbb:

Zwei Drittel der Dieselautos fallen beim amtlichen NOx-Test durch, vom rbb

Passend zum Thema: Bernd war am 04.10.2019 im Naturkundemuseum und stand als Wissenschaftler den Fragen aller Interessierten, aber besonders aller Beteiligten bei Fridays for Future zur Verfügung. Er hatte sich das Thema Welche gesundheitlichen Auswirkungen gehen mit Umweltverschmutzung und Klimawandel einher? ausgewählt. Unter dem verlinkten Blog-Artikel findet man Links und Literatur dazu. Bernd berichtet noch von einigen Fragen, die ihm gestellt wurden und wie die Atmosphäre vor Ort war.

Uns gibt es nun schon ein Jahr – Danke an alle Hörerinnen und Hörer, die uns bisher begleitet haben. Wenn ihr das hier hört und mit feiern wollt, würden wir uns über das ein oder andere Foto freuen, wie ihr denn auf ein Jahr Wirkstoffradio anstoßt (nicht zwangsläufig mit einem alkoholischen Getränk). Gerne per Mail an [email protected] oder auf Twitter an @wirkstoffradio.

Bernd hat etwas zum Thema „korken“ mitgebracht – im Sinne von: Wenn der Wein korkt. Die Verbindung, die für diesen Geruch und Geschmack zuständig ist, ist das Trichloranisol. Allerdings ist dieser Stoff nur ein Produkt von Mikroorganismen. Der eigentliche Wirkstoff des Monats ist das Pentachlorphenol. Dabei handelt es sich um ein Holzschutzmittel, mit dem beispielsweise Regale, die im Keller stehen, geschützt wurden. Dieses Holzschutzmittel wird von Mikroorganismen in Trichloranisol umgesetzt – und diese Substanz ist flüchtig und kann sich so auf allem möglichen absetzen, das in einem Keller vorhanden ist: Korken, Kronkorken, Flaschen und so weiter.

Die Geschmacksempfindung oder der Geruchseindruck dass etwas „korkt“,  rührt also nicht direkt vom Korken her (kann aber z. B. durch Schimmel im Korken), sondern eigentlich von einem Abbauprodukt eines Holzschutzmittels. Dass Weine und andere Getränke muffig oder korkig geschmeckt haben, nahm stark in den 1980er Jahren zu und seit 1989 ist Pentachlorphenol als Holzschutzmittel verboten.

Das Abbauprodukt Trichloranisol hat eine sehr niedrige Wahrnehmungsschwelle von wenigen Picogramm pro Liter Luft. Daher kann man einen kleinen Trick anwenden, um sich ganz sicher zu sein, ob ein Wein korkt: Man gebe ein paar Tropfen Wein in ein Glas Wasser. Alle anderen Geruchsstoffe werden dadurch so stark verdünnt, dass sie nicht mehr wahrnehmbar sind. Lediglich das Trichlorphenol ist wegen seiner extrem niedrigen Geruchsschwelle nicht genug verdünnt, so dass man es weiterhin wahrnehmen kann. Wenn man sich also nicht ganz sicher ist, ob ein Wein korkt muss man einfach nur an einem Glas Wasser riechen, indem ein paar Tropfen des fraglichen Weins gegeben wurde. Riecht dieses Glas Wasser muffig oder korkig, ist Trichloranisol enthalten und der Wein „korkt“.

Es gibt auch einen lesenswerten Wikipedia-Artikel zum Thema: Korkton.

Mittlerweile sind so gut wie alle (Wein)Keller frei von Pentachlorphenol – allerdings gibt es nun eine weitere Vorschrift, die besagt, dass Brandlasten wie Holzregale, mit einem Flammschutzmittel überzogen werden müssen. Einige dieser empfohlenen Flammschutzmittel enthalten Bromphenole, die einen Ähnlichen Effekt auslösen können – aber auch hier sollte der Trick mit dem Wasserglas funktionieren. Prost Mahlzeit.

Bernd und André waren beim Treffen der Wissenschaftspodcaster*innen in Nordhorn und erzählen wie es war. Bernd hat die Gruppenfotos gemacht, die ihr unten sehen könnt. Sie sind lizenziert unter CC BY 4.0, Foto: Bernd Rupp.

Anwesende Podcasts:

Die Vorstellungsrunde des GanzOhr2019 gibt es als Podcast zum Anhören hier.

Wir haben einen Anrufbeantworter! Wenn ihr wollt, könnt ihr uns ab jetzt auch anrufen und uns eine Sprachnachricht da lassen – gerne mit Feedback, Anregungen zu Themen oder auch Kritik.

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Knapp ein Jahr ist es her, dass Prof. Dr. Dr. h.c. Hans-Dieter Höltje grundsätzlich etwas über Wirkstoff erzählt hat in der ersten Folge: WSR001 Was sind Wirkstoffe?. Bernd und André haben sich wieder mit Herrn Höltje getroffen und diesmal geht es darum, wie Moleküle miteinander interagieren und wechselwirken.

Das Interview wurde im CCO (Charité-Crossover) Gebäude der Charité aufgezeichnet und es geht um die Sprache, die Moleküle miteinander sprechen. Gemeint sind damit die verschiedenen Kräfte, die zwischen Molekülen wirken können und wie sie die Struktur des Lebens auf atomarer Ebene gestalten. Dabei werden diese Kräfte immer wieder auf das Modell Wirkstoff und Rezeptor angewandt, um genau diese Interaktion im Körper genauer kennen zu lernen. Auch die Aktivierung eines Rezeptors durch einen Wirkstoff wird besprochen und auch wie ein Rezeptor blockiert werden kann.

Bernd fasst das Ende der ersten Folge (WSR001 Was sind Wirkstoffe?) nochmal kurz zusammen. Dort war der Schlusspunkt, wie Wirkstoffe an ihrem spezifischen Rezeptor andocken und dort dann eine Aktion des Rezeptors auslösen, anders ausgedrückt: Der Schlüssel steckt im Schloss und er wurde gedreht. Diese Folge setzt an dieser Stelle an, nämlich mit der Frage, was alles nötig ist, damit es zu einer Bindung kommt und wie das „Schlüssel drehen“ denn funktioniert.

Nach Herrn Höltje kann man die Beschäftigung mit den molekularen Wechselwirkungen von Wirkstoffen am besten unter dem Begriff Pharmazie zusammenfassen. Auch im verlinkten Wikipedia-Artikel wird seine Definition des Zusammenkommens von Physik, Chemie und Biologie erwähnt.

Bei der Antwort auf die Frage von Herrn Höltje „welche Sprache sprechen Moleküle“  bewegt er sich bereits zwischen den verschiedenen Fach-richtungen. Die Interaktion zwischen den Molekülen ist Chemie, denn die Trennung zwischen Chemie und Physik ist am Aufbau der Atome festgemacht: Der Kern ist Physik, die Elektronenhülle ist Chemie, genauer die äußeren Elektronen der jeweiligen Hüllen, die Valenzelektronen. Die Bindungen innerhalb eines Moleküls sind immer kovalente Bindungen.

Wenn mehrere Moleküle sich zu einem großen Molekül verbinden, spricht man von einem Komplex – viel spannender ist allerdings der Fall, wenn die Moleküle nicht kovalent binden, sagt Herr Höltje. Für die Wechselwirkung von Molekülen untereinander gibt es verschiedene physikalische Möglichkeiten, also verschiedene Bindungsarten.

Die besprochene Ausgangssituation ist die eines Wirkstoffes, der weit entfernt vom Rezeptor ist und sich noch frei bewegen kann. Irgendwann muss es eine Erkennung geben, das heißt also der Wirkstoff „merkt“, dass dort ein Rezeptor ist, wo er gerne hingehen würde. Diese erste, sehr schwache Wechselwirkung ist die ionische Wechselwirkung oder auch Coulomb-Kraft. Und hierbei heißt „weit entfernt“ fünf Ångström oder 0,5 nm (Eine Bindung hat eine Entfernung von ein bis zwei Ångström). Durch die elektrostatische Anziehung (Coulomb-Kraft), nähert sich der Wirkstoff der Rezeptoroberfläche (<3 Å) und andere Wechselwirkungsarten fangen an, eine Rolle zu spielen. Dazu gehört die Polarisation von Ladungen und hydrophobe Wechselwirkungen. Links zu einigen Stichworten, die in diesem Teil des Gesprächs vorkommen:

Für diese Wechselwirkung ist die Elektronegativität verschiedener Elemente ausschlaggebend. Beispiele für niedrige Elektronegativität wären die Alkalimetalle wie Natrium oder Kalium und für hohe Elektronegativität wären es die Halogene (7. Gruppe des Periodensystems) wie Chlor oder Fluor. In jedem Molekül findet man Bindungen zwischen Kohlenstoff und Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff oder Sauerstoff und Kohlenstoff. Die einzelnen Partner dieser Bindungen haben jeweils unterschiedliche Elektronegativitäten. Das Element mit der höheren Elektronegativität „zieht“ die Elektronen näher zu sich. Physikalisch heißt das, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen näher am elektronegativen Atom ist und so diese Seite der Bindung leicht negativ geladen ist und somit die weniger elektronegative Seite der entsprechenden Bindung leicht positiv geladen ist. In diesem Fall spricht man dann auch von einer Partialladung.

Wasser ist ein gutes Beispiel um die Dipol-Wechselwirkung zu verstehen. Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen, die beide an ein Sauerstoffatom gebunden sind. Sauerstoff ist elektronegativer als Wasserstoff und so besitzt das Sauerstoffatom in einem Wassermolekül eine positive Partialladung und die beiden Wasserstoffatome eine negative Partialladung. So interagiert Wasser untereinander und bildet sehr kurzlebige Wasserstoffbrückenbindungen zwischen einem Wasserstoffatom von einem Molekül zu dem Sauerstoffmolekül eines anderen Moleküls aus. Das erklärt übrigens auch, warum Wasser flüssig ist im Vergleich zu Schwefelwasserstoff. Schwefelwasserstoff besteht aus einem Schwefelatom und zwei Wasserstoffatomen und ist gasförmig. Allerdings ist Schwefel deutlich schwerer als Sauerstoff und so sollte Wasser eigentlich auch gasförmig sein. Wegen der hohen Elektronegativität des Sauerstoffs ist Wasser aber flüssig.

Wenn ein Wirkstoff einen positiv geladenen Bereich besitzt und der Rezeptor leicht bewegliche Elektronen besitzt, sorgt die Annäherung des Wirkstoffs an den Rezeptor dafür, dass die Elektronen sich im Rezeptor verschieben. Es wird dabei keine Bindung aufgebrochen, es kommt lediglich zu einer Ladungsverschiebung innerhalb des bestehenden Moleküle. Dabei spricht Herr Höltje auch aromatische Verbindungen an, die die Eigenschaft haben, dass sie über delokalisierte Elektronen verfügen, also Elektronen, die nicht auf eine bestimmte Bindung um Molekül festgelegt sind. Bernd macht hierbei einen treffenden Vergleich zu einem Hamburger, wobei hier das Fleisch in der Mitte die festen Elektronen sind und die Burger-Brötchen die Elektronen, die leicht zu bewegen sind. Aromatische Verbindungen lassen sich gut polarisieren. Als Beispiel für ein Molekül, das immer ein positiv geladenes Ende besitzt, wird Acetylcholin genannt.

André bringt für die Erklärung noch das Bild einer Pusteblume für das Acetylcholin ins Spiel. Bernd und André werden versuchen, dieses Bild mit der Pusteblume und den Hamburger in für die nächste Folgen mal zu visualisieren.

Herr Höltje macht im folgenden dann nochmal die Unterschiede zwischen der Dipol-Wechselwirkung und der Polarisation deutlich.

Die Wasserstoffbrückenbindungen sind Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, wie oben bereits im Beispiel Wasser erwähnt. Das besondere an dieser Wechselwirkung, also an der Interaktion mit einem Wasserstoffatom an einem Molekül und einem Atom mit hoher Elektronegativität eines anderen Moleküls ist, dass diese Interaktion sehr „nah“ ist, ein bis zwei Ångström. Denn bei der Wasserstoffbrückenbindung spielt nicht nur die elektrostratische Kraft eine Rolle, sondern auch eine Wechselwirkung zwischen den beteiligen Orbitalen.

Wenn die Moleküle sehr nah beieinander sind, also dichter als in den oben genannten Interaktionen, kommt die Dispersion zum Tragen. Als Beispiel nennt hier Herr Höltje den Aufbau von Zellmembranen, die aus einer Doppellipidschicht besteht. Die Bausteine dieser Membran sind Fettsäuren, die keine kovalente Bindung untereinander besitzen, also auf eine andere Art und Weise zusammen gehalten werden müssen. Wenn Moleküle sich sehr nahe kommen, überlappen teilweise die Orbitale der Elektronen miteinander. Da aber Elektronen stets negativ geladen sind, werden die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten so verändert, dass die Elektronen einen möglichst großen Abstand haben. Dadurch werden ständig fluktuierende Dipole induziert, was dann zu einer anziehenden Kraft führt. Diese Wechselwirkung wird auch als London-Dispersion bezeichnet.

Herr Höltje verdeutlicht diese Wechselwirkung noch am Beispiel von Membranen und Wasser. Die Dispersions-Wechselwirkung beruht allein auf den induzierten, fluktuierenden Dipolen. Nicht zu verwechseln mit der hydrophoben Wechselwirkung. Außerdem wird die Frage geklärt, wie aus einem Fetttröpfchen eine Membran entstehen kann. Links zu Stichworten dieses Abschnitts:

Wenn sich Wirkstoff und Rezeptor über die verschiedenen Wechselwirkungen näher gekommen sind, muss noch eine weitere Bedingung erfüllt sein: Die räumliche Form der beiden Partner muss zusammen passen, wie das bereits in WSR001 Was sind Wirkstoffe? besprochen wurde. Wenn das auch erfüllt ist, hat sich ein Wirkstoff-Rezeptor-Komplex gebildet.

Wie sich nun der „Schlüssel dreht“, also wie der Wirkstoff ein Signal an den Rezeptor weiter gibt, macht Herr Höltje am Beispiel der G-Protein-gekoppelte Rezeptoren fest, die auch schon in der ersten Folge mit Herrn Höltje zur Sprache kamen.

Ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor ist sehr groß im Vergleich zu einem Wirkstoffmolekül (zum Beispiel Adrenalin oder Acetylcholin). Der Rezeptor besteht aus sieben Helizes, die jeweils durch die Zellmembran hindurch ragen und eine Öffnung bilden, in die ein Wirkstoff binden kann. Der ganze Rezeptor ist mindestens hundert mal größer als ein einzelnes Adrenalin-Molekül.

Wenn ein Wirkstoffmolekül sich sehr nah an den Rezeptor angenähert hat, im Fall des GPCR also in die Öffnung in der Mitte gewandert ist, wird die elektrostatische Wechselwirkung sehr stark. So stark, dass diese Kraft eine Änderung in der Struktur des Rezeptors auslösen kann. Beispielsweise knickt eine der Helizes ab oder wird auf eine andere Art verändert. Dieser Vorgang ist im Prinzip das „Drehen des Schlüssels“. Herr Höltje fügt aber an, dass man das nicht direkt sehen kann. Die Änderung an einer Stelle einer Helix kann sich durch den gesamten Rezeptor fortpflanzen und so ein Signal in die Zelle hinein senden.

Bernd, André und Herr Höltje haben einen kleinen Disput bezüglich eines Vergleichs zu einer Spule – aber die Diskussion verdeutlicht hoffentlich, wie die Signalweiterleitung in einem Rezeptor funktioniert.

Man darf sich dies alles nicht als etwas statisches vorstellen. Die Proteine des Rezeptors und alle anderen Moleküle, besonders Wassermoleküle in der Umgebung, sind in Bewegung und die Kräfte sind nicht so groß, dass ein Wirkstoffmolekül ewig „kleben“ bleiben kann. Ein Wirkstoff bindet in der Regel nicht kovalent an einen Rezeptor.

Es ist sehr wichtig für das Konzept „Leben“, dass diese Besetzung eines Rezeptors durch einen Wirkstoff nur kurzfristig erfolgt. Wirkstoffe sollten über kurz oder lang den Körper auch wieder verlassen oder abgebaut werden, denn der Körper funktioniert eher wie ein komplexes System, das immer wieder reguliert wird und nicht wie eine Maschine bei der ein Schalter eine lange Zeit umgelegt bleibt.

Bernd stellt hier die Frage, wie man dies nutzen kann für die Entwicklung neuer Wirkstoffe.

Auch die Blockade eines Rezeptors ist möglich, wenn also ein Wirkstoff an einen Rezeptor bindet und keine Aktivierung des Rezeptors auslöst. Man spricht dann entweder von einem Inhibitor oder von einem Antagonisten. Antagonisten sind in der Regel größer als die eigentlich Agonisten, also die Wirkstoffe die den Rezeptor aktivieren. Herr Höltje führt diese Interaktionen genauer aus.

André fragt nochmal genauer nach bzgl. der Aktivierung eines Rezeptors, da Herr Höltje in der ersten Folge des Wirkstoffradios (WSR001) betont hatte, dass mindestens drei Interaktionen in einem Rezeptor für eine Aktivierung nötig sind. Hier geht Herr Höltje weiter ins Detail und führt einige Beispiele dazu an.

André fragt auch noch nach der Bedeutung der Van-der-Waals-Wechselwirkung, die ihm als Physiker im Hinterkopf sind, wenn es um Wechselwirkungen geht. Herr Höltje sagt dazu, dass die Van-der-Waals-Wechselwirkung keine eigene Kraft ist, sondern eher ein Sammelsurium von Interaktionen, die in einem bestimmten Abstand statt finden. Dazu gehören dann auch die bereits erwähnte Polarisation und Dispersions-Wechselwirkung.

Diese Wechselwirkungsarten, die wir angesprochen haben, gelten für alle Moleküle. Im Gespräch haben wir den Sonderfall der Interaktion zwischen Wirkstoff und Rezeptor besprochen, aber grundsätzlich  wurden hier alle wichtigen Wechselwirkungen zwischen allen möglichen Molekülen erwähnt.

Herr Höltje gibt noch ein paar Beispiele für eher spezielle Wechselwirkungen, die auch im Körper statt finden können.

Zum Abschluss sprechen Bernd und André mit Herrn Höltje über die Anfänge des Konzepts eines Rezeptors. Zuerst erwähnt wurde das Wort Rezeptor in den 1950er Jahren, aber wie Rezeptoren im einzelnen aussehen, weiß man noch nicht so lange. Es gibt hierzu einen kurzen historischen Abriss von Herrn Höltje.

Und ganz am Ende gibt es noch einen kleinen Teaser, worüber Bernd und André sich noch so mit Herrn Höltje unterhalten werden. Dies wird wohl also nicht die letzte Folge gewesen sein, bei der Herr Höltje zu Gast war.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Hans-Dieter Höltje für das Gespräch, die Erklärungen und die vielen anschaulichen Vergleiche.

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Bernd und André sitzen wieder zusammen in Bernds Wohnzimmer. Gesprochen wird diesmal über viele Themen aus der letzten Folge WSR021 Hausstaub und andere Allergien, in der Olaf Rötzschke auch vieles aus Singapur erzählt hat.

André hat, angeregt durch die Gespräche mit Olaf über Klimaanlagen, mal etwas zur Umweltverträglichkeit mitgebracht insbesonders zur Problematik der Kühlmittel in Klimaanlagen. Bernd erklärt den Stoff MHC, den Olaf angesprochen hatte und hat wieder einen „Wirkstoff des Monats“ dabei und lässt André dazu etwas zeichnen. Zum Abschluss berichtet André vom neuen Kodex: Leitlinien für die gute wissenschaftliche Praxis der Deutschen Forschungsgemeinschaft und diskutiert mit Bernd, was gut und schlecht daran ist.

Bernd und André sprechen über die Dinge aus der letzten Folge, die sie besonders fasziniert haben. Olaf erzählte einiges, was total neu für sie beide war. WSR021 Hausstaub und andere Allergien

Es könnte sein, dass André zu unrecht spekulierte, dass Deutschland seine Forschungsanstrengungen im Bereich Tropenkrankheiten reduziert hat – beim Erstellen der Shownotes ließen sich keine Quellen finden, warum André das im Hinterkopf hatte. Hinweise werden gerne genommen

André hat sich etwas mehr mit dem Thema Klimaanlagen beschäftigt, nachdem Olaf darüber in der letzten Folge gesprochen hatte, dass diese die Hausstauballergien in Singapur begünstigen. Er hatte dazu auch einen „Deutschlandfunk Hintergrund“ gehört, der sich mit Klimaanlagen in Indien befasste und aus dem er einige Zahlen mitgebracht hatte: Der Vormarsch der umweltschädlichen Klimaanlagen.

Weitere Links dazu:

Der MHC (oder zu Deutsch Haupthistokompatibilitätskomplex oder Hauptgewebeverträglichkeitskomplex) ist für den Körper sehr wichtig. Deswegen erklärt Bernd die Zusammenhänge und die Funktionsweise, weil es in der letzten Folge mit Olaf ein wenig untergegangen ist.

Bernd hat wieder einen „Wirkstoff des Monats“ mitgebracht, der ihm auf der Zutatenliste einiger Produkte im Supermarkt aufgefallen ist. Es handelt sich um den Stoff Inulin.

Bernd erzählt, dass die Zucker-Chemie eine relativ spezielle Unterkategorie der Chemie darstellt, „es wird etwas nerdig“, meint er. Er erklärt , wie wichtig verschiedene Zucker als Bausteine im Körper sind und führt einiges aus zu den Unterschieden der einzelnen Zuckersorten. Das Inulin wurde übrigens auch als Mittel für die Diagnostik genutzt. Bernd zitiert dafür auch aus einem alten Lehrbuch, dem Steinegger/Hänsel.

Ein paar Links zu diesem Abschnitt:

Bernd macht mit André eine Zeichenübung. Er erklärt ihm, wie er zwei Strukturen zeichnen soll.

Ein paar weitere Links dazu:

Bernd geht noch weiter auf Inulin als Nahrungsergänzungsmittel ein, generell auf Zusatzstoffe und was das mit Diäten zu tun hat – und vor allem wie sinnvoll die Einnahme von Inulin ist: nicht besonders sinnvoll.

André hat schon in der Folge WSR020 Hong Kong Manifest, Grippe & Sternanis und das digitale Versorgungsgesetz versprochen, dass er die Neuauflage der Leitlinien für gute wissenschaftliche Praxis vorbereiten wird, und das hat er getan.

Passend dazu ein Video des YouTube-Channels Computerphile, die sich mit dem UNCOL-Problem auseinander gesetzt haben.  Das  hält André für einen guten Vergleich zu dem, was Bernd anspricht:

Bernd und André diskutieren viele der Punkte aus dem neuen Kodex: Leitlinien zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis. Und sie sind auch in einen Punkten nicht einer Meinung.

Bernd ist am Fr 04.10.2019 im Naturkundemuseum zu Gast bei den Diskussionsveranstaltungen zu Fridays for Future. Besonders auch die Themen, die wir in den Folgen WSR005 Was ist Toxikologie? und WSR010 Grenzwerte, Leitwerte und Studien am Beispiel Stickoxide und Feinstaub mit Prof. Hengstler vom IfADo möchte er zur Diskussion anbieten. André ist leider nicht da.

André ist in den Vorbereitungen für die Gesundheitsberufe Tag 2019 in Berlin, den er moderieren wird. Da hierbei das Thema Pflege ein wichtiger Bestandteil sein wird, hat er sich nach Informationsquellen umgeschaut und dabei einen Podcast gefunden, der er empfehlen möchte:

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Bernd und André sitzen wieder in Bernds Wohnzimmer, diesmal allerdings nicht allein. Zu Gast ist Prof. Dr. Olaf Rötzschke vom Singapore Immunology Network Forschungsinstitut.

Olaf betreibt in Singapur Grundlagenforschung zum Thema Allergie und vor allem zur Hausstauballergie. Er erzählt Bernd und André, was es mit allergischen Reaktionen auf sich hat, wie er in das Feld der Hausstauballergie hinein kam und warum Singapur so ein großartiger Standort für die Erforschung der Hausstauballergie ist.

Bernd kennt Olaf schon mehr als 10 Jahre, und Olaf ist einer der Gründe, warum Bernd am Leibniz-Forschungsinstitut für molekulare Pharmakologie (FMP) gelandet ist. Olaf hat am Max-Dellbrück-Centrum für molekulare Medizin (MDC) gearbeitet, das auf dem selben Campus wie das FMP ist. Und deswegen hat Bernd Olaf gefragt, ob er mal zu einem Interview vorbei kommt, wenn er mal wieder in Berlin ist.

Ist eine Hypersensitivitätsreaktion gegen harmlose Antigene, zum Beispiel Pollen. Der Körper reagiert dabei gegen Proteine auf der Oberfläche des Pollen mit einer Immunreaktion, die dann zu Schnupfen, Schwellung und anderen Symptomen führen kann. Olaf erklärt uns, dass die allergische Reaktion die älteste Form der Immunantwort ist. Hauptsächlich dafür im Körper verantwortlich dafür sind die Mastzellen, die man in ganz frühen Lebewesen finden kann, auch bei Tieren, bei denen es sich nicht um Wirbeltiere handelt. Der Abwehrmechanismus ist ziemlich simple: Die Mastzelle wirft Wirkstoffe, die sie in kleinen Vesikeln gespeichert hat, auf einen Fremdkörper, der in den Organismus eingedrungen ist um ihn abzuwehren. Alle anderen Mechanismen der Immunantwort in Tieren und Menschen sind ausgefeilter und spezifischer, beispielsweise mit Antikörpern. Die Reaktionen dieses alten Teils des Immunsystems ist quasi ein Überbleibsel, aber ist immer noch nützlich bei der Abwehr von Parasiten.

Die Mastzellen werfen Histamine und Toxine auf potenzielle Eindringlinge. Übrigens gehört der Juckreiz bei Mückenstichen auch zu den Effekten, die durch Mastzellen ausgelöst werden.

Bereits seit langem existiert die Hygienehypothese, die aussagt, dass Menschen ihr Immunsystem unterfordern wenn sie in zu sauberer Umgebung aufwachsen und so das Immunsystem beginnt harmlose Stoffe wie Pollen als Eindringling zu betrachten und eine Reaktion ausgelöst wird.

Olaf spricht hier eine Studie zu Erdnussallergien in Kleinkindern an. Wir verlinken dazu eine Metastudie, die sich auf diese Studie bezieht und open access ist: Edmond S. Chan et al, Early introduction of foods to prevent food allergy, Allergy, Asthma & Clinical Immunology volume 14, Article number: 57 (2018).

Olaf sagt dazu, dass dies immer eine Mischung aus Veranlagung und erworbenen Eigenschaften des Immunsystems ist. Wichtig ist auch immer der Schwellenwert einer Substanz, damit eine allergische Reaktion ausgelöst wird, und dieser Schwellenwert kann vererbt sein, aber auch durch äußere Einflüsse (oder eben das Ausbleiben dieser) herabgesetzt sein.

Olaf ist zur Forschung an Allergie über einen sehr interessanten Umstand gelangt. In Singapur weisen 80% der Bevölkerung eine Hausstauballergie auf. In Deutschland leiden nur ca. 7% der Menschen ganzjährig an einer Hausstauballergie (Quelle: Allergieinformationsdienst, Link) und lediglich 35% aller Menschen in Deutschland leiden an irgendeiner Allergie. In Singapur ist die Staubmilbe quasi allgegenwärtig und so stellt Singapur einen idealen Ort dar, zur Erforschung der Hausstauballergie.

Einige Links zu diesem Abschnitt:

Der Teil des Immunsystems, der auch Allergien auslöst, hat sich auch weiterentwickelt und angepasst. Unter anderem bildet dieser Teil des Immunsystems auch spezielle Antikörper, die sich gegen Eindringlinge wie Parasiten richten (oder im Allergie-Fall Pollen etc.). Diese Antikörper werden als Immunglobulin E oder kurz IgE bezeichnet. Olaf führt aus, welche nützlichen Funktionen von diesen Antikörpern ausgelöst und gesteuert werden, neben einer allergischen Reaktion. Links dazu:

Wir sind ein Wissenschafts-Podcast und wir reden mit Menschen, die sich mit bestimmten Themen auskennen. Wir machen keine Therapie-Beratung. Bitte fragt zu Medikamenten und zu Therapien eure Ärzt*in oder eure Apotheker*in.

Olaf hat selbst keine Allergien. Er hat bei sich selbst einen Gendefekt festgestellt, der den beschriebenen Weg der Mastzellen blockiert. Im Prinzip ist er so gut für Singapur vorbereitet, aber er muss auch sagen, dass ein Teil seines Immunsystems nicht richtig funktioniert. Bezogen auf die Bevölkerung von Singapur: Es sollten dort eigentlich 100% der Menschen eine Hausstauballergie haben, es sind aber nur 80%. In Untersuchungen von Olafs Forschungsgruppe wurde festgestellt, dass jene Menschen ohne eine Allergie, eben solche Gendefekte wie Olaf aufweisen, also der Teil des Immunsystem, der allergische Reaktionen hervorruft, auch bei diesen Menschen nicht richtig funktioniert.

Olaf erzählt, dass hier Überlegungen darüber wichtig sind, wie wichtig dieser grundlegende Teil des Immunsystems ist. Für Deutschland oder Singapur, wo es kaum noch eine Gefahr durch Parasiten gibt, ist ein Ausfall dieses Immunsystems nicht schlimm, im Bezug auf Allergien sogar hilfreich. Wendet man seinen Blick nach Indien, einer Region in der Würmer und andere Parasiten noch oft Menschen befallen, würde diese Einschätzung anders ausfallen. Man könnte sagen: „früher“ gab es weniger Allergien, weil der Mensch öfter Parasiten ausgesetzt war – aber dieser Faktor allein liefert noch kein vollständiges Bild. Es hilft einem aber bei der Einordnung.

Es ist gar nicht so klar, warum in Singapur 80% der Menschen gegen Hausstaub allergisch reagieren. Ein Grund könnte sein, dass die Staubmilben in Singapur überall sind, in Teppichen, Sofas, Betten. In Europa kommen Staubmilben vor allem in Betten vor, aber nicht besonders oft in Teppichen, denn Staubmilben mögen es warm und etwas feucht. Diese Bedingungen sind in Singapur erfüllt, so dass Staubmilben fast überall vorkommen. Staubmilben haben sich aus Hautparasiten weiter entwickelt und fressen abgestorbene Haut.

Links dazu:

Olaf würde sehr gerne einen Hausstaubmilben-Detektor bauen, aber es ist schwierig zwischen den Allergie-auslösenden Milben-Kotbällchen und anderem Staub, der keine allergische Reaktionen auslöst, zu unterscheiden. Biochemisch über einen Antikörper-Nachweis, würde das schon gehen, aber so ein Test wäre sehr teuer und nur einmal zu benutzen. Wünschenswert wäre ein physikalisch oder optisches Verfahren, das wiederverwendbar ist – das gibt es aber zur Zeit noch nicht. Aber Olaf ist auf der Suche und er hat, einfach aus Spaß und Interesse, zusammen mit Bernd gerade neulich einen Luft-Feinstaubsensor gebastelt nach der Anleitung, die man unter luftdaten.info finden kann.

Die Hausstaubmilben werden wir nicht los werden, sagt Olaf. Aber vielleicht könnte man die Hausstauballergie los werden, oder zumindest eindämmen. Bernd, André und Olaf diskutieren über viele Ansätze, wie man vorgehen könnte und welche Konsequenzen das haben könnte. Die Maßnahme der Hyposensibilisierung (im Podcast wird meistens Desensibilisierung gesagt, es ist aber das gleiche gemeint) wird genauso angesprochen, wie die Vorteile durch eine bessere Detektion von Allergie-auslösendem Staub und daraus resultierenden Möglichkeiten zu handeln.

Olaf hat in Singapur, am Singapore Immunology Network Forschungsinstitut mit Systembiologie angefangen. Ein Ansatz war dabei eine sogenannte „Fishing Expedition“, ein etwas anderer Ansatz von Forschung. Dabei wird nicht eine Forschungsfrage gestellt sondern bei der Datensammlung nach Auffälligkeiten geschaut um daraus dann erst eine Forschungsfrage zu entwickeln. Während dieser Datensammlung in Singapur wurde der hohe Anteil der Hausstauballergiker*innen deutlich – und so setzte Olaf seinen Forschungsfokus auf Hausstaub aus. Er nennt das auch „data-driven research“.

Bernd fragt, ob man aus diesen vielen Daten, die Olaf gesammelt hat, auch eine Zeit ablesen kann, wann jemand mit dem entsprechenden genetischen Profil in Singapur Hausstauballergiker*in wird. Die Daten zeigen, dass dies im Schnitt 8 Jahre dauert, bis jemand, der nach Singapur gezogen ist, eine Hausstauballergie entwickelt.

Er ist immer noch mit der Analyse der oben erwähnten Proben aus der „Fishing Expedition“ beschäftigt. Immer wieder kommen auch neue Methoden, die eine noch bessere Auswertung möglich machen. Olaf erklärt, welche spannenden Details zu den Allergiker*innen noch weiter untersucht werden. Links zu Stichworten die dabei vorkommen:

Im Verlauf des Gesprächs wurde André hellhörig, weil er seine Diplomarbeit unter anderem über Interleukin-1beta gemacht hat. Dazu gibt es übrigens auch einen Science Slam Vortrag von ihm, der schon ziemlich alt ist, von 2011, allerdings sind die Dinge, die er darin über Interleukin-1beta sagt alle noch aktuell:

Olaf erzählt noch weiter, wie viele Daten aufgenommen werden. Eine erwähnte Beispielrechnung von ihm beinhaltete: Bei einer Messung mit einer Million Zellen werden 40 Parameter pro Zelle bestimmt. Das führt dann zu einer Datenmenge, die erst einmal ausgewertet werden muss und man kann sich vorstellen, welches Ausmaß an bioinformatischen Methoden angewandt werden muss, um einen Überblick über das gemessene zu bekommen.

Olaf hat die Vielzahl an Proben vor fast 10 Jahren genommen und untersucht diese noch heute. Allerdings gibt es auch Beschränkungen. Die Proben verbrauchen sich, halten nicht ewig, aber vor allem wurde den Personen von damals zugesichert, dass die Proben nach Ablauf von 10 Jahren zerstört werden würden, auch um die Privatsphäre des Individuums zu schützen. Bernd André und Olaf diskutieren hier auch die verschiedenen Aspekte von Datenschutz und Biometrie.

Olaf hat auch in einigen Studien mit der Firma „23 and me“ (Artikel auf Wikipedia) zusammen gearbeitet, die nicht gerade unumstritten ist. Olaf berichtet, welche Vorteile für ihn bei der Zusammenarbeit dabei waren, aber auch wie diese Firma operiert und welche Probleme es mit dem Datenschutz gibt.

„Come to Singapore and get your allergy“, war eines der Hauptergebnisse aus den Untersuchungen von Olaf an den sehr detaillierten Proben, die er vor knapp 10 Jahren genommen hat. Allerdings hat er sich auch Unterstützung aus der Regierung Singapurs geholt, bevor er diese Daten veröffentlicht hat, um auch sicher zu gehen, dass seine Ergebnisse gehört werden und ein Problembewusstsein entsteht.

Bernd, André und Olaf sprechen über seinen Werdegang, seinen Weg nach Singapur und die Unterschiede zwischen Singapur und Deutschland in der Durchführung von Forschung. Olaf ist dabei sehr offen mit seinen Motiven und bezeichnet sich selbst auch als Opportunist – der Weg vom Studium bis hin zur Stelle in Singapur ist gezeichnet von einigen Richtungsänderungen und Neuorientierungen.

Zum Abschluss erzählt Olaf noch von anderen Forschungsaktivitäten, die neben der Allergieforschung von ihm und seiner Gruppe betrieben werden. Er geht dabei auch auf die Schwierigkeiten ein, allein zu Allergien Forschungsförderung in Singapur zu finden. Außerdem werden noch die Auswirkungen einer chronischen Allergie besprochen und es gibt einen kleinen Exkurs zu Diabetes.

Olaf sagt, dass das wohl immer gerade das Molekül ist, an dem er gerade arbeitet. Und das war in der Vergangenheit eine Gruppe von Molekülen, die jetzt gerade wieder in Olafs Fokus gerückt ist, nämlich Major Histocompatibility Complex (MHC).

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Olaf Rötzschke für seine Zeit und all die Fakten und Hintergründe zu seiner Arbeit.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes oder panoptikum.social.

Bernd und André sitzen wieder zusammen in Bernds Wohnzimmer. Es geht diesmal um einiges, was in der letzten Folge WSR019 Schlaganfall, Stroke Units und die Verantwortung der Forschung mit Prof. Dirnagl angesprochen wurde. Aber auch einige andere Themen, die den beiden sonst aufgefallen sind.

Bernd hat das von Prof. Dirnagl angesprochene Hong Kong Manifest herausgesucht, das auf der 6th World Congress on Research Integrity im Juni 2019 beschlossen wurde. Die beiden gehen die insgesamt 5 Forderungen durch und ordnen diese ein. Es wird aber auch etwas allgemein über die letzte Folge, Schlaganfälle und das Stroke Einsatz Mobil gesprochen. Außerdem hat Bernd einen spannenden Wirkstoff mitgebracht in der neuen Rubrik „Wirkstoff des Monats“. Zum Abschluss hat sich André den Gesetzesentwurf des Digitale-Versorgungs-Gesetz angeschaut und einige Einschätzungen dazu mitgebracht. Auch eine Diskussion wird geführt, was es bedeuten kann, dass Apps verschrieben werden können und was das für Patientendaten bedeuten kann.

Danke an alle Hörer*innen für Ihr Feedback. Viele liebe Worte und Feedback hat uns erreicht und dafür wollen Bernd und André Danke sagen. Gerne mehr davon! Ganz besonders hervorzuheben: Ein Hörer, der Bernd und André darum bat ihm Flyer zuzuschicken, damit er diese auf der Langen Nacht der Wissenschaft in Halle (Saale) verteilen könnte. Danke dafür. Außerdem gab es ein paar sehr ausführliche Kommentare unter der Folge WSR016 und unter WSR006  von dem Apotheker Friedhelm Holzwarth, mit Einordnungen zu diesen Folgen aus seinem Alltag in einer öffentlichen Apotheke. Danke Friedhelm!

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Seit August 2019 arbeiten wir mit Spektrum der Wissenschaft (Spektrum.de) zusammen. Die netten Menschen von dort bewerben unseren Podcast und man kann auch dort unsere neuen Folgen unter der Podcast-Rubrik anhören. Daher: Herzlich willkommen an alle Hörer*innen, die von Spektrum der Wissenschaft den Weg zum Wirkstoffradio gefunden haben.

Bernd und André reden über die letzte Folge WSR019 Schlaganfall, Stroke Units und die Verantwortung der Forschung mit Prof. Dirnagl, bei der es um zwei Themenfelder ging. Einmal um die Ursachen und die Behandlung eines Schlaganfalls, aber auch um die die Aktivitäten im QUEST (Quality, Ethics, Open Science, Translation) am Berlin Institute of Health (BIH).

Bezüglich Anzeichen, wie man einen Schlaganfall erkennen kann, möchte André deutlich darauf hinweisen, dass man immer den Notruf 112 wählen sollte.

Wenn es Dir, oder jemandem in Deiner Nähe, schlecht geht, und Du bist Dir nicht ganz sicher ob es etwas ernstes ist, dann rufe 112. Die Mitarbeiter*innen des Rettungsdienstes sind speziell geschult und werden immer Hilfe schicken.

Prof. Dirnagl leitet das QUEST (Quality, Ethics, Open Science, Translation) am Berlin Institute of Health (BIH). Als er davon erzählte, erwähnte er auch das Hong Kong Manifest, das auf dem 6th World Congress on Research Integrity im Juni 2019 beschlossen wurde. Hier der direkte Link (englisch): The Hong Kong Manifesto for Assessing Researchers: Fostering Research Integrity.

Links dazu für mehr Kontext:

Nachdem Bernd einigen Kontext zu dem Thema offene Wissenschaft (s.o.) und Predatory Journals (s.o.) geliefert hat, erzählt er von der Reproduktionskrise. Links dazu:

Im weiteren Verlauf gehen Bernd und André die fünf Thesen des Hong Kong Manifests durch und erklären, was dahinter steckt. Hier nochmal der direkte Link (englisch): The Hong Kong Manifesto for Assessing Researchers: Fostering Research Integrity.

André fällt bei dieser ganzen Sache ein, dass gerade im August 2019 neue „Leitlinien zur Sicherung der guten wissenschaftlichen Praxis“ von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) herausgegeben wurden. Er wird diese Leitlinien für Folge 22 des Wirkstoffradios mal vorbereiten und dann vorstellen.

André hat mal einen Artikel auf seinem Blog geschrieben über Wissenschaft und Software – der passt gerade gut zu der Thematik, die zum Abschluss des Hong Kong Manifests angesprochen wird.

Bernd stellt in dieser neuen Rubrik immer einen Wirkstoff vor, den er bemerkenswert oder faszinierend findet – also auch nicht zwangsläufig etwas neues aktuelles aus der Forschung.

Heute geht es um den Wirkstoff Oseltamivir, der im Medikament Tamiflu enthalten ist. In der EU war die Markteinführung von Tamiflu 2002. Im Jahr 2005 gab es Hamsterkäufe von Tamiflu und von Sternanis, der Pflanze aus der der Wirkstoff gewonnen wird, als die WHO Tamiflu als Präventionsmittel gegen Grippe empfohlen hat. In den Jahren 2005 und 2006 war die Vogelgrippe H5N1 überall in der Presse. Ende 2005 stellte man erste Übertragung von Enten und Hühnern auf Schweine in China und Vietnam fest. Anfang 2006 starben zwei Kinder in der Türkei an diesem Grippevirus mit der Bezeichnung H5N1 (nachgewiesen durch Nasenabstriche).

Aber was hat Tamiflu mit Sternanis zu tun? Bernd erklärt, dass Tamiflu aus der Shikimisäure gewonnen wird, die im Sternanis enthalten ist. Aus der Shikimisäure wird, in einem neun-stufigen Prozess der Tamiflu-Wirkstoff Oseltamivir gewonnen, mit einer 35% Ausbeute.

Sternanis wird bei uns selten verwendet, bei einigen Dingen zu Weihnachten ist er enthalten. In China ist der Sternanis allerdings fester Bestandteil der Küche, insbesondere im Fünf-Gewürze-Pulver (in der Sendung sprechen Bernd und André auch von der 5-Gewürze-Mischung), die unter anderem verwendet wird um Schweinefleisch zu marinieren.

>>“Roche kauft derzeit große Mengen an Sternanis, um daraus Tamiflu herzustellen. Zusätzlich dazu kaufen Leute auch das Gewürz selbst ein, um sich vor der Influenza zu schützen“, berichtet Ed Deep, Gewürzbroker aus Hoboken/New Jersey. Hinzu komme noch die Nachfrage chinesischer Köche und die Angst der chinesischen Bevölkerung, dass sie ihr geliebtes süß-gebeiztes Schweinefleisch nicht mehr essen können. Die Medien in China sind voll mit den Meldungen, dass Sternanis dringend gebraucht werde.<< Zitat aus „Sternanis: Hamsterkäufe für Tamiflu-Herstellung“, innovations-report.de

>>Experten wie Ulrich Matern vom Institut für pharmazeutische Biologie der Uni Marburg bezweifeln diese These allerdings. „Ich kann mir nicht vorstellen, dass Roche aus dem Naturprodukt Sternanis das Oseltamivir herstellt. Da die Gentechnologie inzwischen weit fortgeschritten ist, wird der Stoff mit gentechnisch veränderten E. coli-Bakterien erzeugt“, so der Experte im pressetext-Gespräch. Diese Methode sei schneller, billiger und effektiver. „In der Phytopharmazie ist Sternanis allerdings als Medikament bekannt“, erklärt Matern. Die ätherischen Öle wirken gegen Husten und Erkältung. Allerdings sei eine richtige Influenza damit nicht behandelbar.<< Ztat aus „Sternanis: Hamsterkäufe für Tamiflu-Herstellung“, innovations-report.de

Der Wirkstoff Oseltamivir ist ein Neuraminidase-Hemmer, der dafür sorgt, dass der Grippevirus sich nicht mit den Viruseigenen Neuraminidase-Enzymen von der Oberfläche einer befallenen Zelle lösen kann. Im Jahr 2014 wurde Tamiflu von der Cochrane Collaboration neu eingeordnet als nicht mehr essentielles Medikament. Weitere Links zu dem Thema:

Es gab im Mai 2019 bereits einen Referenten-Entwurf und jetzt gibt es einen Gesetzentwurf der Bundesregierung zum Digitale-Versorgungs-Gesetz (DVG). Der Gesetzentwurf ist hier als PDF online. André war beim ersten Einlesen fasziniert und spricht daher ein paar Aspekte an. Der Gesetzentwurf sieht vor, dass Ärzte Apps verschreiben dürfen, aber nur solche die beispielsweise an Medikamente erinnern, oder Tagebücher für Diabetiker*innen oder Bluthochdruckpatient*innen. Diese digitalen Medizinprodukte müssen in irgendeiner Weise kontrolliert werden. Eigentlich bestimmt der Gemeinsame Bundesausschuss (GBA), welche Medinzinprodukte und Leistungen von den Krankenkassen erstattet werden müssen. Im aktuellen Gesetzentwurf des DVG ist vorgesehen, dass dies nun vom Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) gemacht wird – was ungewöhnlich und bemerkenswert ist.

André hat bei seinen Recherchen eine Stellungnahme der Bundesärztekammer gefunden, die viele der Probleme des Gesetzentwurfs anspricht, und aus der er auch zitiert. Links dazu:

Besonders über das Solidaritätsprinzip macht sich André Gedanken, denn das DVG sieht auch vor, dass Krankenkassen zusammen mit IT-Unternehmen Apps entwickeln können und auch die Sozialdaten der Patient*innen auswerten dürfen. Das würde, nach Andrés Ansicht, Möglichkeiten eröffnen das Solidaritätsprinzip zu untergraben. André bezieht sich dabei auf zwei Quellen, die er jedem zum lesen und hören ans Herz legen möchte:

Bernd macht noch eine interessante Anmerkung: So wie André den Gesetzentwurf vorgestellt hat, mit der Gefahr von Tracking durch Krankenkassen, macht man sich etwas anderes kaputt, nämlich die Mithilfe von Patient*innen, wenn es darum geht Daten für die Wissenschaft zu erheben. Wenn Apps dafür benutzt werden können, um günstigere Tarife zu bekommen, also immer Kosten für die Patent*innen mit eine Rolle spielen, dann wird die Bereitschaft von Patient*innen vermutlich gering sein, Gesundheitsdaten für die Forschung bereit zu stellen.

André wird im Oktober 2019, wie schon im Jahr 2018, den Gesundheits-Berufe-Tag moderieren. Bei dieser Veranstaltung der Berliner Senatsverwaltung für Gesundheit, Pflege und Gleichstellung geht es um den direkten Austausch zwischen Schüler*innen und Student*innen von Gesundheits- und Heilberufen und der Gesundheitssenatorin Dilek Kalayci.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes oder panoptikum.social.

Bernd und André sind zu Gast am BIH, dem Berlin Institute of Health, und treffen sich dort mit Prof. Dr. med. Ulrich Dirnagl (eigene Homepage). Das BIH ist ein Zusammenschluss aus dem MDC (Max-Dellbrück-Centrum für molekulare Medizin) und der Charité (Universitätsmedizin Berlin).

Sie sprechen mit Prof. Dirnagl über den Schlaganfall, wie er zustande kommt und was man in der Notfallversorgung tut, über Stroke Units, besondere Abteilungen in Krankenhäusern, die Patient*innen nach einem Schlaganfall besser versorgen können und über die Arbeit von Herrn Dirnagl bei QUEST (Quality, Ethics, Open Science, Translation).

Bernd hat im letzten Jahr einen Vortrag von Herrn Dirnagl gehört, der sich um das Thema Schlaganfall drehte und an interessierte Laien und Schüler*innen adressiert war, in dessen Rahmen er auch sein Buch vorgestellt hat: „Ich glaub, mich trifft der Schlag“. Deswegen hat Bernd ihn angesprochen, ob er nicht Lust hätte, eine Wirkstoffradiofolge aufzunehmen.

Herr Dirnagl ist auch Leiter der Abteilung für Experimentelle Neurologie der Charité Neurologie. Für ihn bedeutet das die Arbeit in der präklinischen Forschung, also Experimente in Zellkultur und in Versuchstieren zum besseren Verständnis der medizinischen Grundlagen und um Ansätze für Therapien zu erhalten. Es wird eng mit der klinischen Neurologie zusammengearbeitet, um beispielsweise klinische Studien durchzuführen.

Ein Schlaganfall ist ein schlagartig auftretendes, neurologisches Defizit in Form eines Funktionsausfalls. Das sind beispielsweise Gesichtsfeldausfälle oder Lähmungen immer unter der Voraussetzung, dass dies schlagartig einsetzt. Von biologischer oder medizinischer Seite betrachtet gibt es mehrere Arten von Schlaganfällen. Die häufigste Art ist ein ischämischer Anfall, bei dem durch einen Blutgefäßverschluss zu wenig Blut an eine bestimmte Stelle im Gehirn gelangt. Auf diese Art entfallen ca. 80% der Schlaganfälle. Die danach häufigste Art ist der blutige Schlaganfall, bei dem ein Blutgefäß platzt oder reißt und Blut ins Gewebe des Gehirns gelangt, man bezeichnet dies als Hirnblutung oder als blutigen Schlaganfall.

Diese Unterscheidung ist nicht nur akademisch wichtig, sondern auch für die Behandlung eines Patienten. Therapien für die eine Art angewandt auf einen Schlaganfall der anderen Art führt zu einer deutlichen Verschlimmerung des Zustands der/s Patient*in.

In jedem Fall ist ein Schlaganfall ein NOTFALL. Bitte rufen Sie den Rettungsdienst unter 112, wenn Sie den Verdacht haben, dass Sie oder jemand in Ihrer Nähe einen Schlaganfall hatte.

Der Schlaganfall ist die zweit-häufigste Todesursache weltweit.

Links zu diesem Abschnitt:

Es gibt zwei Möglichkeiten, einen (unblutigen) Schlaganfall zu behandeln. Einmal die Auflösung (Lyse oder Thrombolyse) des Blutgerinnsels durch Medikamente und zum anderen eine Therapie in der Stroke Unit (oder Schlaganfallstation), die mehrere Möglichkeiten  bietet,ein Blutgerinnsel zu entfernen. Eine Stroke Unit kann man sich am besten vorstellen wie etwas zwischen einer Intensivstation und einer normalen Station im Krankenhaus. Patient*innen mit einem Verdacht auf Schlaganfall, oder mit einem diagnostizierten Schlaganfall, werden dort intensiver überwacht als auf einer normalen Station mit den besonderen Anforderungen, die ein Schlaganfall mit sich bringt. Diese Stroke Units existieren bereits seit gut 30 Jahren und ihre Effektivität wurde nachgewiesen. Mittlerweile haben diese Einrichtungen auch die Möglichkeit, den Blutpfropfen mit Hilfe einer Katheterbehandlung physikalisch zu entfernen, ähnlich wie bei einer Herzkatheterbehandlung.

Auflösen des Blutgerinnsels (Lyse mit t-PA): t-PA ist ein Enzym und Teil des menschlichen Blutgerinnungssystems und ist kurz für tissue-type plasminogen activator, zu Deutsch: gewebespezifische Plasminogenaktivator. Da dieses Enzym Blutgerinnsel wieder auflösen kann, muss man genau wissen, ob es sich um einen ischämischen Schlaganfall handelt. Würde man das Medikament bei einem blutigen Schlaganfall geben, würde man den Zustand des Patienten verschlimmern, da der Körper die Blutung nicht mehr stoppen kann. Um sicherzustellen, dass es sich wirklich um einen ischämischen Schlaganfall handelt, benötigt man Bilder aus einem  Computertomographen (CT), einem Magnetresonanztomographen (MRT) oder eine spezielle Röntgenaufnahme sowie eine Angiographie zur weiteren Diagnostik. Da die Gabe von t-PA bei einem anderen Schlaganfall als einem ischämischen hohe Risiken birgt, werden hier gerade Ansätze für Telemedizin erforscht, unter anderem in Berlin mit dem Projekt ANNOTeM.

Entfernen des Blutgerinnsels mit einem Katheter: Dabei wird ein Katheter unter Röntgenbeobachtung, meistens durch die Leiste, durch eine Arterie bis ins Gehirn zum Blutgerinnsel vorgeschoben und herausgezogen. Man hat erst seit einigen Jahren genau verstanden, wie dies durchgeführt werden muss und wie der Katheter geformt sein muss, damit es wirklich gut funktioniert. Die ausschlaggebende Studie dazu stammt aus 2015 und Herr Dirnagl berichtet, als die Ergebnisse auf einer Konferenz vorgestellt wurden, waren die anwesenden Wissenschaftler so begeistert, dass es stehenden Applaus und Jubelrufe gab, wie bei einem Rockkonzert. Hier ist die Studie:

Die Mr. Clean Studie (open access): Olvert A. Berkhemer et al., A Randomized Trial of Intraarterial Treatment for Acute Ischemic Stroke, The New England Journal of Medicine, 2015, 372:11-20. Mr. Clean ist eine Forschungsgruppe bestehend aus Wissenschaftler*innen der Erasmus MC Universität Rotterdam, Academic Medical Center Amsterdam und der Maastricht Universität. Die Forschung dort wird weitergeführt. Hier der Link zur Homepage der Forschungsgruppe.

Aufenthalt in der Stroke Unit: Eine Stroke Unit ist eine Station in einem Krankenhaus mit einer Ausstattung, die teilweise aus der Intensivstation stammt, aber keine vollständige Intensivstation darstellt, um Patient*innen mit einem Schlaganfall optimal zu überwachen. Beispielsweise werden recht genau die Körpertemperatur überwacht, der Blutdruck und auch die Sauerstoffsättigung im Blut. Herr Dirnagl sagt, dass man nicht genau wisse, warum die Stroke Unit so gut funktioniere wie es bereits in vielen Studien nachgewiesen wurde. Vermutlich ist es die Kombination aus dieser intensiveren Überwachung im Vergleich zu einer Normalstation und die dadurch ermöglichte schnelle Reaktion der Ärzt*innen und Pflegekräfte. Denn die häufigste Todesursache von Schlaganfallpatient*innen in einer Klinik waren Lungenentzündungen, wie statistische Auswertungen ergaben. Schlaganfallpatient*innen sind sehr anfällig für Infektionen und daher achten Stroke Units sehr darauf, bereits frühe Anzeichen einer Infektion zu behandeln. Zurückzuführen ist diese Anfälligkeit vermutlich auf Schluckstörungen bedingt durch Lähmungen, ausgelöst durch den Schlaganfall, aber auch Blasenkatheter können Harnwegsinfektionen begünstigen, beispielsweise. Herr Dirnagls Arbeitsgruppe hat in ihrer Forschungsarbeit aber auch herausgefunden, dass ein Schlaganfall bei Patient*innen eine Immundepression auslöst, also eine verminderte Aktivität des körpereigenen Abwehrsystems.

In Berlin gibt es seit einigen Jahren drei Stroke-Einsatz-Mobile. Hier die Beschreibung dieses Fahrzeugs bei der Berliner Feuerwehr. In diesem Einsatzfahrzeug, das knapp eine Million Euro in der Anschaffung kostet, befindet sich ein kleiner Computertomograph, der nur den Kopf untersuchen kann, ein kleines Labor und als Besatzung immer ein/e Röntgenassistent*in ein/e Neurologin und ein Rettungssanitäter. Zudem ist das Fahrzeug telemedizinisch mit der Neuroradiologie der Charité verbunden, um die Besatzung des Fahrzeugs aus der Klinik zu unterstützen. Da es nur drei dieser Fahrzeuge in Berlin gibt, müssen die StEMos auch richtig eingesetzt werden. Daher wurden die Mitarbeiter*innen in der Feuerwehrleitstelle, die man am Telefon hat, wenn man die 112 wählt, extra geschult worden, um diese speziellen Fahrzeuge auch möglichst effektiv einzusetzen. In jedem Fall ist es für jemanden, der den Notruf 112 wählt wichtig, immer möglichst viel Informationen an die Mitarbeiter*innen der Rettungsleitstelle weiter zu geben.

Die Folgen eines Schlaganfalls sind sehr individuell. Bei manchen Patient*innen bilden sich die Symptome nach der Gabe von t-PA vollständig zurück, bei manchen nicht, auch abhängig davon ,wie lange das Gesehen des Schlaganfalls zurück liegt. Wenn der Schlaganfall viele Stunden her ist, kann es sein, dass eine Gabe von t-PA oder ein Entfernen des Blutgerinnsels gar nicht mehr helfen kann. Das ist der Grund, warum ein Schlaganfall so schnell wie möglich behandelt werden muss. Allerdings ist eine schnelle Behandlung auch noch kein Garant dafür, dass sich alle Symptome vollständig zurück bilden, denn schon nach einigen Minuten kann Gewebe des Gehirns bei abgeschnittener Blutversorgung absterben.

Eine Reha-Behandlung und Physiotherapie nach einem Schlaganfall helfen dem Gehirn dabei, andere gesunde Bereiche zu nutzen, um beispielsweise Bewegungen wieder neu zu erlernen. Jede/r Schlaganfallpatient*in wird in den Monaten und Jahren nach dem Schlaganfall eine Verbesserung in den Ausfällen beobachten können, wenn eine Reha-Behandlung gewissenhaft verfolgt wird.

Jede/r Patient*in die bereits einen Schlaganfall hatte, ist in Gefahr erneut einen Schlaganfall zu bekommen. Der größte Risikofaktor bereits vor einem Schlaganfall ist hoher Blutdruck. Dieser wird nach einem Schlaganfall immer auch behandelt. Weitere Risikofaktoren sind Diabetes, Rauchen und Bewegungsarmut.

Prof. Dirnagl leitet auch das Instiut QUEST (Quality, Ethics, Open Science, Translation) am BIH und dort beschäftigt er sich unter anderem auch mit der Frage nach der Übertragbarkeit (Translation) von Grundlagenforschung in die Behandlung von Patient*innen. Bernd und André sprechen und diskutieren mit Prof. Dirnagl über genau das, aber auch das Förderungssystem der Wissenschaft, Studiendesigns, Publikationsanforderungen und andere Anforderungen von außen.

Links dazu:

QUEST ist eine Abteilung im BIH, in der Metaforschung betrieben wird, wo sich also Forschung angeschaut wird und nach guten und schlechten Beispielen gesucht wird, um das gute zu fördern und das schlechte abzustellen. Es soll die offene Wissenschaft gefördert werden, Wissenschaftler*innen geschult werden in Reproducible and Responsible Research, open data und Datenmanagement und vieles mehr. Es unterstützt aktiv Wissenschaftler*innen der Charité auch mit komplexen Interventionen, wie das Prof. Dirnagl nennt, um eine Verhaltensänderung auszulösen. Beispielsweise werden elektronische Laborbücher nicht nur angeboten, sondern auch installiert, begleitet und Befragungen dazu durchgeführt, so dass eine Nichtnutzung durch die jeweiligen Wissenschaftler*innen auffällt. Die Services bei QUEST und auch die verschiedenen Toolboxen sind auch für andere Wissenschaftler*innen nutzbar.

Im Prinzip ist QUEST ein Experiment im laufenden Wissenschaftsbetrieb und eines der größten dieser Art weltweit, sagt Prof. Dirnagl. Er sagt auch, dass dies bitter nötig ist, da Deutschland in all diesen Dingen „hinterher“ ist; die Niederlande, das Vereinige Königreich und andere Staaten sind schon deutlich weiter.

Die entwickelten Tools von QUEST sind open source, stehen also anderen zur Benutzung frei zur Verfügung und QUEST hilft auch dabei diese Tools und Methoden zu benutzen. Beispielsweise wurde ein Qualitätsmanagement und das Fehlermanagementsystem LABCIRS dort entwickelt, das frei unter github zur Verfügung steht.

Das QUEST will auch enger mit Patient*innen, die an klinischen Studien teilnehmen zusammenarbeiten. Nicht nur genauer erklären, worum es in einer Studie geht sondern auch fragen, was den einzelnen Patient*innen wichtig ist, sowohl in den jeweiligen Studien als auch im Bezug auf Forschung im allgemeinen. Mehr dazu gibt es auf der Seite von QUEST unter StakeholderEngangement in biomedizinischen Forschungsprojekten.

Eine kurze Auswahl:

Bernd und André fragen Prof. Dirnagl nach seinem Werdegang und seinen Stationen bis zum Leiter der Experimentellen Neurologie an der Charité und der Leitung des QUEST.

Für Prof. Dirnagl ist Acetylsalizylsäure (ASS) ganz weit oben auf seiner Liste der liebsten Wirkstoffe, weil es so vielseitig einsetzbar ist, eine interessante Geschichte hat, günstig ist und einfach ein schönes Molekül ist.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. med. Ulrich Dirnagl für seine Zeit und all die Fakten und Diskussionen, die er mit uns geteilt hat.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [email protected], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio oder auch als Bewertung bei iTunes oder panoptikum.social.