IV-Medikamente könnten bald oral zur Krebs- und Alzheimer-Behandlung eingenommen werden

In einem bahnbrechenden Fortschritt, der die Landschaft der medizinischen Behandlung verändern könnte, haben Forscher des University of Texas Health Science Center in San Antonio (UT Health San Antonio) eine revolutionäre Methode zur Umwandlung intravenöser (IV) Medikamente in orale Pillen vorgestellt. Dieser innovative Ansatz, der als „chemische endozytische Medizinalchemie“ bezeichnet wird, verspricht, die Verabreichung von Medikamenten bei schwer zu behandelnden Krankheiten wie Hirntumoren und Alzheimer neu zu definieren und Millionen von Patienten weltweit Hoffnung zu geben.

A Game-Changer in der Verabreichung von Medikamenten gegen Krebs und Alzheimer

Seit Jahren sind komplexe und großmolekulare Medikamente zur Bekämpfung aggressiver Krebsarten und neurodegenerativer Erkrankungen auf die intravenöse Verabreichung beschränkt, da sie bei oraler Einnahme nicht wirksam absorbiert werden können. Das Team unter der Leitung von Hong-yu Li, PhD, Professor für medizinische Chemie und chemische Biologie an der UT Health San Antonio, hat jedoch eine Strategie entwickelt, die dieses Paradigma ändern könnte. Die am 17. April 2025 in der renommierten Fachzeitschrift Cell unter dem Titel „CD36-mediated endocytosis of proteolysis-targeting chimeras“ veröffentlichten Ergebnisse beschreiben, wie der körpereigene Proteinrezeptor CD36 chemisch optimiert werden kann, um die zelluläre Aufnahme großer, polarer Medikamente zu erleichtern.

„Dieser innovative chemische Ansatz kann potenziell jedes intravenös verabreichte Medikament in die Lage versetzen, oral eingenommen zu werden“, erklärte Robert A. Hromas, MD, FACP, Dekan der Joe R. and Teresa Lozano Long School of Medicine an der UT Health San Antonio. „Es kann auch dazu beitragen, dass ein beliebiges Medikament die Blut-Hirn-Schranke überwindet, was die Zahl der Wirkstoffe, die wir zur Behandlung von Hirntumoren oder Demenz einsetzen können, erheblich erweitert.“

Wie funktioniert diese neue Methode der Medikamentenverabreichung?

Die Forschung konzentriert sich auf die Nutzung von CD36, einem Proteinrezeptor, der sich auf der Oberfläche vieler Zellen befindet und bisher für seine Rolle beim Lipidtransport und -stoffwechsel bekannt war. Das Team entdeckte, dass CD36 auch eine entscheidende Rolle bei der Aufnahme großer und wasserlöslicher Arzneimittel spielen kann Moleküle, die bisher als zu groß galten (zwischen 543 und 2.145 Dalton), um die Zellmembranen wirksam zu durchdringen. Durch die chemische Verstärkung der Wechselwirkungen mit CD36 haben die Forscher erreicht, dass diese Medikamente effizienter in die Zellen eindringen und die traditionellen Barrieren der passiven Diffusion umgehen.

Dieser Durchbruch ebnet nicht nur den Weg für die orale Verabreichung von intravenös verabreichten Medikamenten, sondern birgt auch das Potenzial, Medikamente wiederzubeleben, die zuvor aufgrund ihrer schlechten Absorption verworfen wurden. Darüber hinaus deutet das hohe Vorkommen von CD36-Rezeptoren in Darm-, Gehirn- und Hautzellen auf eine verbesserte orale Bioverfügbarkeit, eine bessere Überwindung der Blut-Hirn-Schranke und sogar auf transdermale Verabreichungsmöglichkeiten für Medikamente hin.

Auswirkungen auf die Präzisionsmedizin und die Arzneimittelentwicklung

Die Auswirkungen dieser Entdeckung gehen weit über die Vereinfachung der Arzneimittelverabreichung hinaus. Die traditionelle Arzneimittelentwicklung, ein kostspieliger und langwieriger Prozess, der sich auf die Optimierung von Wirkstoffen für die passive Diffusion konzentriert, könnte durch diesen rezeptorvermittelten zellulären Eintrittsansatz revolutioniert werden. „Diese bahnbrechende Entdeckung wird uns dazu zwingen, unsere Herangehensweise an Wirksamkeit, Pharmakokinetik und Toxizität zu überdenken“, so Dr. Li. „Wir glauben, dass sie auch die Art und Weise verändern wird, wie Zulassungsbehörden wie die FDA neue endozytäre Medikamente bewerten und genehmigen.“

Darüber hinaus öffnet die Forschung die Türen zur personalisierten Medizin. Die Analyse des Gewebes von Prostatakrebspatienten ergab, dass die CD36-Expression unterschiedlich stark ausgeprägt ist, was die unterschiedliche Reaktion auf bestimmte Medikamente erklären könnte. Durch maßgeschneiderte Behandlungen zur Optimierung des CD36-Einsatzes könnten Ärzte Krankheiten auf der Grundlage individueller biologischer Profile gezielter behandeln.

San Antonio: Eine Drehscheibe für biomedizinische Innovation

Diese Entdeckung unterstreicht San Antonios wachsenden Ruf als führendes Zentrum für biomedizinische Forschung und hebt Einrichtungen wie das Barshop Institute, das Mays Cancer Center und das Center for Innovative Drug Discovery der UT Health San Antonio hervor. Die Zusammenarbeit mit der Duke University und der University of Arkansas for Medical Sciences unterstreicht die globale Bedeutung dieser Forschung.

Wie geht es weiter mit der chemischen endozytären Arzneimittelchemie?

Dr. Li und sein Team erforschen bereits weitere Zellrezeptoren für die chemische Endozytose und gehen davon aus, dass dieser Ansatz in den nächsten 10 bis 20 Jahren zu einer tragenden Säule der Arzneimittelforschung werden könnte. „Wir fühlen uns unglaublich glücklich, dass wir diese Entdeckung gemacht und damit die Tür zur Hoffnung für bisher unheilbare Krankheiten geöffnet haben“, so Li abschließend.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu oralen intravenösen Medikamenten für Krebs- und Alzheimer-Patienten

1. Welche Bedeutung hat die Umwandlung von intravenösen Medikamenten in orale Medikamente für Krebs- und Alzheimer-Patienten?

Die Möglichkeit, intravenös verabreichte Medikamente in orale Tabletten umzuwandeln, ist ein großer Fortschritt in der medizinischen Behandlung, insbesondere für Patienten mit schwer zu behandelnden Erkrankungen wie Hirntumoren und Alzheimer. Die intravenöse Verabreichung erfordert häufig Krankenhausbesuche und geschultes medizinisches Personal und kann für die Patienten unangenehm oder invasiv sein. Orale Medikamente hingegen können zu Hause eingenommen werden, was für die Patienten bequemer ist, ihre Compliance verbessert und ihre Lebensqualität erhöht. Dieser Durchbruch hat auch das Potenzial, die Kosten des Gesundheitswesens zu senken, da der Bedarf an klinischer Verabreichung sinkt. Bei Krankheiten wie Alzheimer, bei denen die Medikamente die Blut-Hirn-Schranke überwinden müssen, könnte diese Methode außerdem die Wirksamkeit der Behandlung erheblich verbessern, da die Medikamente besser ins Gehirn gelangen.

2. Wie funktioniert die Strategie der chemischen endozytischen medizinischen Chemie?

Die chemische endozytische Medizinalchemie ist ein neuartiger Ansatz, der von Forschern der UT Health San Antonio entwickelt wurde und sich den natürlichen Proteinrezeptor des Körpers, CD36, zunutze macht, der sich auf der Oberfläche vieler Zellen befindet. Traditionell haben große und polare (wasserlösliche) Arzneimittel – oft mit einer Masse von mehr als 500 Dalton – Schwierigkeiten, in Zellen einzudringen, da sie zu groß sind und nicht passiv durch Zellmembranen diffundieren können. Die Forscher entdeckten, dass sie durch eine chemisch optimierte Wechselwirkung dieser Medikamente mit CD36 einen Prozess namens Endozytose erleichtern können, bei dem Zellen aktiv Substanzen aus ihrer Umgebung aufnehmen. Auf diese Weise können die Medikamente die herkömmlichen Barrieren überwinden und oral verabreicht werden. Die Strategie wurde an großen Wirkstoffen wie Proteolyse-Zielchimären (PROTACs) getestet und zeigte eine bemerkenswerte Geschwindigkeit und Wirksamkeit bei der Zellaufnahme.

3. Welchen potenziellen Nutzen hat diese Entdeckung für die Arzneimittelentwicklung?

Die Vorteile für die Entwicklung von Arzneimitteln sind enorm und transformativ. Erstens wird die lange Zeit vorherrschende Meinung in Frage gestellt, dass große Moleküle aufgrund ihrer schlechten Bioverfügbarkeit unbrauchbar sind, wodurch Medikamente, die bisher als unwirksam galten, möglicherweise wiederbelebt werden können. Zweitens verlagert sich der Schwerpunkt bei der Entwicklung von Arzneimitteln von der Optimierung der passiven Diffusion auf die rezeptorvermittelte Aufnahme, was den Entwicklungsprozess rationalisieren und die Kosten senken könnte. Drittens könnte sich dies auf die rechtlichen Rahmenbedingungen auswirken, da Behörden wie die FDA die Bewertungskriterien für diese neuen endozytischen Medikamente“ möglicherweise anpassen müssen. Und schließlich öffnet die Variabilität der CD36-Expression bei Patienten die Tür zur Präzisionsmedizin, die es ermöglicht, Behandlungen auf die biologische Beschaffenheit eines Individuums abzustimmen, um bei Krankheiten wie Krebs effektivere Ergebnisse zu erzielen.

4. Welche Krankheiten könnten von dieser neuen Methode der Medikamentenverabreichung profitieren?

Diese Methode ist vielversprechend für eine Vielzahl von Krankheiten, insbesondere für solche, die derzeit mit intravenös verabreichten Medikamenten behandelt werden, die oral nur schwer zu verabreichen sind. In der Forschung wird besonders auf Hirntumoren und die Alzheimer-Krankheit hingewiesen, da es schwierig ist, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, einen Schutzschild um das Gehirn, den viele Medikamente nicht durchdringen können. Der hohe Gehalt an CD36-Rezeptoren in den Gehirnzellen macht diesen Ansatz besonders vielversprechend für neurodegenerative Erkrankungen. Auch für andere schwer zu behandelnde Krebsarten wie Prostata-, Lungen- und Dickdarmkrebs könnten sich bessere Behandlungsmöglichkeiten ergeben. Über die Onkologie und Neurologie hinaus deutet das Vorhandensein von CD36 in Darm- und Hautzellen auf mögliche Anwendungen für Magen-Darm-Erkrankungen und dermatologische Behandlungen durch orale oder transdermale Verabreichung hin.

5. Wann könnten diese oralen Versionen von intravenös verabreichten Arzneimitteln den Patienten zur Verfügung stehen?

Die Entdeckung ist zwar bahnbrechend, aber die Umsetzung in allgemein verfügbare Behandlungen wird Zeit brauchen. Dr. Hong-yu Li schätzt, dass die chemische endozytische Medizinalchemie innerhalb der nächsten 10 bis 20 Jahre zu einem grundlegenden Ansatz in der Arzneimittelforschung werden könnte. Der Zeitplan hängt von mehreren Faktoren ab, darunter weitere Forschungsarbeiten zur Identifizierung zusätzlicher Rezeptoren für die Endozytose, klinische Versuche zur Prüfung der Sicherheit und Wirksamkeit am Menschen und die Genehmigung durch Behörden wie die FDA. Die derzeitigen Bemühungen konzentrieren sich auf die Validierung des Ansatzes für verschiedene Arzneimittelklassen und die Erforschung seines vollen Potenzials. Patienten und Leistungserbringer im Gesundheitswesen sollten auf dem Laufenden bleiben, wenn sich dieser Bereich weiterentwickelt, wobei potenzielle Fortschritte bei bestimmten Arzneimitteln oder Erkrankungen durch beschleunigte Forschungswege möglicherweise schon früher erzielt werden.

6. Gibt es Risiken oder Herausforderungen im Zusammenhang mit diesem neuen Ansatz?

Wie bei jedem bahnbrechenden medizinischen Fortschritt gibt es auch hier potenzielle Risiken und Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Ein Problem ist die unterschiedliche Ausprägung von CD36 bei verschiedenen Personen, was zu einer uneinheitlichen Aufnahme und Wirksamkeit des Medikaments in verschiedenen Patientengruppen führen könnte. Dies macht weitere Forschungen zu personalisierten Dosierungs- und Behandlungsplänen erforderlich. Auch wenn sich der Ansatz in kontrollierten Studien als vielversprechend erwiesen hat, liegen noch keine Daten zur langfristigen Sicherheit beim Menschen vor, und unvorhergesehene Nebenwirkungen könnten während der klinischen Versuche auftreten. Eine weitere Herausforderung besteht darin, diese Methode für die Massenproduktion zu skalieren und sicherzustellen, dass sie für eine breite Anwendung kosteneffizient bleibt. In dem Maße, in dem sich die Behörden auf die Bewertung dieser neuen Klasse von endozytischen Arzneimitteln einstellen, könnten auch regulatorische Hürden entstehen. Trotz dieser Herausforderungen hat das Forschungsteam seine Ergebnisse durch mehrfache unabhängige Reproduktionen rigoros validiert und damit eine solide Grundlage für die künftige Entwicklung geschaffen.

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem medizinischen Thema, einem Gesundheitsthema oder einem oder mehreren Krankheitsbildern. Dieser Artikel dient nicht der Selbst-Diagnose und ersetzt auch keine Diagnose durch einen Arzt oder Facharzt. Bitte lesen und beachten Sie hier auch den Hinweis zu Gesundheitsthemen!

Quellen:
1. IV medication could be taken orally for range of cancer, Alzheimer’s treatments | ScienceDaily
2. Intravenous therapy – Wikipedia
3. Intravenous Medication Administration