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Weitere THC-Derivate sollen synthetisiert werden © APA (AFP)
Weitere THC-Derivate sollen synthetisiert werden © APA (AFP)

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Chemiker kontrollieren Cannabinoid-Rezeptoren mittels Licht

10.01.2018

Chemiker der ETH Zürich haben verschiedene Varianten des Cannabis-Wirkstoffs THC synthetisiert und können nun deren Struktur mit Licht verändern. Damit lässt sich das körpereigene Cannabinoidsystem besser untersuchen.

Tetrahydrocannabinol (THC) ist eine interessante Substanz - sowohl für die Medizin als auch für die Pharmaindustrie. Denn bei schweren Krankheiten eingesetzt, lindert THC Muskelkrämpfe, Schmerzen, Appetitlosigkeit oder Übelkeit. Es entfaltet seine Wirkung durch die Bindung an die sogenannten Cannabinoid-1-Rezeptoren (CB1-Rezeptoren). Bindet sich ein THC-Molekül an einen CB1-Rezeptor, ändert dieser seine Form. Das löst zahlreiche Signalkaskaden im Innern der Zelle aus.

Die CB1-Rezeptoren, die eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit Gedächtnis, Bewegungskoordination, Stimmung und kognitiven Prozessen spielen, kommen in großer Zahl im zentralen und peripheren Nervensystem vor und sitzen in der Membran von Zellen. Allerdings ist es noch immer schwierig, CB1-Rezeptoren und ihre verschiedenen Funktionen zu untersuchen, denn sie betten sich oft unkontrollierbar in die Membranen ein. Es braucht aber unbedingt bessere Kenntnisse über die Rezeptoren, damit THC oder Varianten davon gezielter für pharmazeutische und medizinische Anwendungen genutzt werden können.

Neues Werkzeug

ETH-Chemiker unter der Leitung von Professor Erick Carreira haben deshalb ein neues Werkzeug erdacht, um die vielfältigen Wechselwirkungen von CB1-Rezeptoren mit Cannabinoiden zu untersuchen, teilte die ETH Zürich mit. Sie schufen THC-Moleküle, deren Struktur sich mit Licht verändern lässt.

Die Forscher haben vier Varianten von THC - sogenannte Derivate - synthetisiert: Dazu hängten sie dem TCH-Molekül laut ETH eine lichtempfindliche Antenne an. Damit können die Moleküle mit Licht von bestimmten Wellenlängen gezielt manipuliert werden. Bestrahlen die Forscher das THC-Derivat mit ultraviolettem Licht, verändert es seine Struktur und aktiviert den CB1-Rezeptor. Mit blauem Licht nimmt es wieder seine ursprüngliche Form ein und schaltet den CB1-Rezeptor aus.

Mit dieser Arbeit sei ihnen der Prinzipienbeweis gelungen, sagte Doktorand Michael Schafroth. "Lichtempfindliche THC-Varianten sind ein geeignetes Werkzeug, um CB1-Rezeptoren zu kontrollieren und zu beeinflussen." Damit hätten sie nun eine wichtige Grundlage für weiterführende Projekte. Diese sind bereits am Laufen: Roman Sarott, ein Doktorand aus Carreiras Gruppe, ist daran, weitere THC-Derivate zu synthetisieren. Sie sollen auf langwelliges rotes Licht reagieren, denn das dringt tiefer ins Gewebe ein als blaues. "Wenn wir CB1-Rezeptoren in einem lebenden Organismus untersuchen wollen, dann brauchen wir Moleküle, die mit rotem Licht aktivierbar sind", sagte er.

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