Forschende der Universität Basel können die Effekte von über 1500 Wirkstoffen auf den Zellstoffwechsel gleichzeitig testen. Bei ihrer Analyse entdeckten sie zudem noch unbekannte Wirkmechanismen bekannter Medikamente. Der Ansatz könnte helfen, Nebenwirkungen besser vorherzusagen und zusätzliche Anwendungen für bereits zugelassene Arzneimittel zu finden.

Forschende des Departements Biomedizin der Universität Basel stellen nun eine Methode vor, um die Effekte Tausender Wirkstoffe auf den Stoffwechsel gleichzeitig zu testen. Fachleute sprechen von Hochdurchsatz-Metabolomik. Die Ergebnisse aus diesem Verfahren veröffentlichten sie im Fachjournal «Nature Biotechnology».

Nebenwirkungen und Wechselwirkungen vorhersagen

«Wenn wir besser verstehen, wie genau Wirkstoffe in den Zellstoffwechsel eingreifen, liesse sich die Medikamentenentwicklung beschleunigen», erklärt Prof. Dr. Mattia Zampieri. «Unser Verfahren liefert eine zusätzliche Charakterisierung der Substanzen, aus der sich mögliche Nebenwirkungen oder Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten ableiten lassen.»

Die Forschenden um Studienerstautor Dr. Laurentz Schuhknecht liessen Zellen in Tausenden kleinen Vertiefungen von Zellkulturplatten wachsen. Dann behandelten sie die Zellen jeder Vertiefung mit je einer von über 1500 Substanzen aus einer Wirkstoffbibliothek. Mit einer Methode namens Massenspektrometrie erfassten sie, wie sich Tausende Biomoleküle, die Teil des Stoffwechsels der Zelle sind, durch die Behandlung veränderten.

Das Forschungsteam sammelte so für jeden Wirkstoff Daten über die Veränderungen von über 2000 Stoffwechselprodukten in den Zellen. Diese Werte verglichen sie durch computergestützte Analysen mit den Werten von unbehandelten Zellen. So ergab sich für jeden Wirkstoff eine Übersicht seiner Effekte auf den Zellstoffwechsel und damit ein recht genaues Bild des Wirkprinzips der jeweiligen Substanz.

Original Paper:

A human metabolic map of pharmacological perturbations reveals drug modes of action | Nature Biotechnology

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