Forscher der Universität der Balearen (UIB) auf Mallorca und der Universität Valencia haben ein neues Material synthetisiert, das die Membranen menschlicher Zellen nachbildet, um die Darmabsorption von Medikamenten und Schadstoffen zu untersuchen und klinische Versuche mit lebenden Tieren zu reduzieren.
Das neue Material simuliert künstlich die Zusammensetzung menschlicher Zellmembranen und ermöglicht Vorhersagen darüber, wie neue Medikamente und Schadstoffe die Darmmembranen passieren können, wodurch Tests an lebenden Tieren vermieden werden können, so die UIB in einer Erklärung.
Die Forschung wird in einem Artikel erläutert, der kürzlich von Forschern der Forschungsgruppe Flow Injection and Trace Analysis (FI-TRACE) des Fachbereichs Chemie der UIB in Zusammenarbeit mit Forschern des Fachbereichs Analytische Chemie der Universität Valencia in der von der American Society of Chemistry herausgegebenen Zeitschrift Analytical Chemistry veröffentlicht wurde.
Das Material ermöglicht es, chemische Substanzen sowohl für die Verwendung als mögliche Arzneimittel als auch zur Bewertung möglicher schädlicher Wirkungen zu testen, ohne Tiere zu verwenden.
Der bisher verwendete Parameter zur Vorhersage der Aufnahme, Anreicherung oder Ausscheidung von Stoffen aus dem Körper nach der Einnahme basiert auf der Hydrophobizität der Stoffe, einer Eigenschaft, die beschreibt, wie sie sich bei Kontakt mit Wasser verhalten.
Diese Eigenschaft ist wichtig, da die hydrophobsten Moleküle am ehesten dazu neigen, sich in biologischen Geweben anzureichern. Der Parameter der Hydrophobie ist jedoch nicht präzise genug, da er nur die Tendenz der Substanz misst, sich in Fetten aufzulösen, ohne zu berücksichtigen, wie die Substanzen mit anderen Bestandteilen der Körperzellen, wie z.B. Phospholipiden, interagieren.
In der Studie schlagen die Forscher eine neue Methode zum Testen der Substanzen vor, bei der eine Nachahmung von Zellmembranen als Grundlage für die Abschätzung der Bewegung der Substanzen durch den menschlichen Darm verwendet wird.
Die Forscher haben untersucht, wie dieses Membranimitat mit den Substanzen interagiert, und haben die Synthese neuer Materialien mit dünnen Phospholipid-Monoschichten, Phospholipid-Doppelschichten oder kleinen Phospholipid-Vesikeln bewertet.
Die mit diesem neu synthetisierten biomimetischen Material gewonnenen Daten haben sich als sehr nützlich erwiesen, um vorherzusagen, wie Substanzen interagieren und sich durch den Darm bewegen, und sind vergleichbar mit den zuvor verwendeten teuren In-vivo-Modellen.
Durch die Einbeziehung anderer Faktoren wie der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Substanzen bei physiologischem pH-Wert und der Anzahl der aromatischen Zyklen in die Modellgleichungen konnten die Vorhersagen weiter verbessert werden.
Diese Studie eröffnet neue Möglichkeiten für schnelle Labortestverfahren zur Bewertung des Verhaltens von Chemikalien bei der Aufnahme, insbesondere von solchen, die wegen ihrer Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt Anlass zur Sorge geben.
Die Ergebnisse ermöglichen die Entwicklung neuer Arzneimittel und ein besseres Verständnis der Auswirkungen bestimmter Schadstoffe auf die Gesundheit und die Umwelt und stellen somit einen Fortschritt auf dem Gebiet der biomedizinischen Forschung und des Umweltschutzes dar.
Quelle: Agenturen
